柔性工裝平臺設(shè)計與控制系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、柔性工裝由于能適應(yīng)工件形狀和尺寸變化，在很多領(lǐng)域得到了應(yīng)用，如航空結(jié)構(gòu)件加工、航空曲面件加工、飛機裝配等。柔性工裝的使用，大大降低了制造成本、提高了生產(chǎn)效率。本文以中小型結(jié)構(gòu)件為對象，研究了柔性工裝平臺的設(shè)計方法，完成了控制系統(tǒng)的開發(fā)，分析了柔性工裝重構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)。
　　本文考慮飛機制造實際需求，設(shè)計了能適用于不同特征的中小型結(jié)構(gòu)件加工的模塊化柔性工裝系統(tǒng)。系統(tǒng)提供了一系列通用或?qū)Ｓ玫墓δ苣K，可以供操作人員根據(jù)具體情況搭建出適合

2、工件加工的柔性工裝?？紤]到柔性工裝系統(tǒng)與數(shù)控機床的協(xié)同需要，研究了工裝系統(tǒng)與西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的三種通信方法，并基于OPC技術(shù)開發(fā)了通信軟件，實現(xiàn)了工裝控制系統(tǒng)與西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的通信。為了實現(xiàn)柔性工裝系統(tǒng)的控制，提出了基于CAN總線的控制方案；為了讓上位機PC端和各下位機節(jié)點模塊在CAN網(wǎng)絡(luò)中各司其職，根據(jù)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可擴展的內(nèi)在要求，對CAN網(wǎng)絡(luò)中各指令標(biāo)識符進行了分配，從而確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行?；谌嵝怨ぱb平臺，以薄

3、壁框類和薄壁曲面類結(jié)構(gòu)為例對工裝進行了重構(gòu)，著重對重構(gòu)中的關(guān)鍵技術(shù)進行了研究。對于薄壁框類結(jié)構(gòu)，通過有限元仿真說明了采用隨動支撐技術(shù)的必要性，并且從隨動支撐模塊變形、工件加工變形、隨動支撐路徑以及工件-隨動支撐系統(tǒng)模態(tài)四個方面進行了有限元仿真分析，驗證了在柔性工裝中采用隨動支撐模塊的可行性。對于薄壁曲面結(jié)構(gòu)，研究了工裝重構(gòu)中定位點確定、工裝布局和夾緊力設(shè)計問題，設(shè)計了基于有限元方法的布局優(yōu)化算法，在考慮收斂速度的基礎(chǔ)上，提高了工件支撐剛