飞机大部件钻铆加工的控制系统研究

发布时间：2017-10-14 15:31

  本文关键词：飞机大部件钻铆加工的控制系统研究

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【摘要】：随着我国航空领域快速发展,用于飞机装配的多种关键技术也越来越多的应用到生产中。其中,自动钻铆控制技术更是发展迅速,逐渐取代人工钻铆,提高了飞机零部件的装配效率。同样的,机身大部件的装配过程作为整机装配的重要一环,也亟需寻求现代化的自动钻铆加工技术,本文主要针对用于机身大部件装配钻铆加工的数控机床,展开控制系统的研究与设计工作,推进国产基础装备向高精度、高速、高效的国际先进水平发展。全文主要研究内容如下:(1)设计了应用于机身大部件装配的自动钻铆控制系统总体方案。从机身大部件装配的功能需求出发,分析了组合加工机床的系统组成,包括各个功能模块以及整个机床的工作流程,分别从硬件层面和软件层面对控制系统进行分析,提出了基于华中8型数控系统的硬件组态和基于PC的多软件协同的集成控制软件的实施方案。(2)对机身大部件组合机床各功能模块分别进行详细的控制系统设计。将组合机床按照功能需求进行模块化划分,主要分为机床本体及转台、末端执行器和柔性工装,最终完成了机床本体和转台的数控系统控制方案、末端执行器的倍福PLC系统控制方案、柔性工装的多轴多通道的控制方案设计。(3)开展了组合数控机床双轴同步驱动技术研究。分析了机床Y轴双电机同步驱动对机床运动加工性能的重要性。在原有数控系统的控制基础上,采用交叉耦合的控制策略,运用PID算法设计补偿单元控制器。将仿真模型在simulink环境下仿真,对仿真结果进行对比得出结论。提高了机床Y轴的双轴驱动同步运动性能和机床伺服运动的可靠性。(4)设计了自动钻铆系统上位层集成控制软件。从软件的需求分析为切入口,详细分析了上位机集成控制软件的客户需求,针对需求做出软件具体的解决方案。完成了上位机集成控制软件的界面设计和底层功能代码设计,经过软件测试,其功能可以满足集成控制的需求。
【关键词】：机身大部件 自动钻铆 数控机床 控制技术
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V262
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 缩略词11-12
• 第一章 绪论12-22
• 1.1 研究背景与意义12
• 1.2 飞机装配领域钻铆加工现状12-15
• 1.2.1 传统人工钻铆加工12-14
• 1.2.2 国内外自动化装配领域钻铆加工14-15
• 1.3 数控机床发展现状15-20
• 1.3.1 国内外数控机床的发展15-18
• 1.3.2 数控机床发展趋势18-20
• 1.4 论文结构与主要研究内容安排介绍20-22
• 第二章 机身大部件组合加工机床控制系统总体设计22-31
• 2.1 组合加工机床系统组成及工作流程规划22-25
• 2.1.1 组合加工机床控制系统组成22-23
• 2.1.2 组合加工机床工作流程规划23-25
• 2.2 组合加工机床控制系统硬件及软件设计25-28
• 2.2.1 数控机床硬件组态总体方案设计25-26
• 2.2.2 组合加工机床控制系统软件设计26-28
• 2.3 组合机床加工系统坐标系建立与坐标变换28-30
• 2.3.1 组合机床各坐标系的建立28-29
• 2.3.2 组合加工机床系统坐标变换29-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第三章 机身大部件组合加工机床控制技术研究31-43
• 3.1 机床本体及转台伺服进给控制技术31-34
• 3.1.1 伺服进给模块电气组成31-33
• 3.1.2 数控编译器设计及伺服闭环控制33-34
• 3.2 末端执行器控制技术34-38
• 3.2.1 末端执行器的电气组成及原理35-37
• 3.2.2 末端执行器工作流程37-38
• 3.3 柔性工装控制技术38-41
• 3.3.1 柔性工装功能模块组成38-39
• 3.3.2 柔性工装控制详细设计39-41
• 3.4 本章小结41-43
• 第四章 组合数控机床双轴同步驱动技术43-51
• 4.1 双轴同步控制概述43-44
• 4.1.1 双轴同步控制方案研究现状43
• 4.1.2 双轴同步控制设计43-44
• 4.2 Y轴伺服系统模型建立44-45
• 4.3 仿真实验及分析45-50
• 4.3.1 Simulink仿真模型45-47
• 4.3.2 同步性能的影响因素47-48
• 4.3.3 仿真结果分析48-50
• 4.4 本章小结50-51
• 第五章 机身大部件组合加工机床上位机集成控制51-61
• 5.1 上位机集成控制需求分析51-53
• 5.2 集成控制软件开发工具和架构53-55
• 5.2.1 软件开发工具53
• 5.2.2 软件架构及驱动搭建53-55
• 5.3 上位机控制实施方案55-58
• 5.3.1 上位层与华中数控装置的通信55-56
• 5.3.2 HMI界面设计56-57
• 5.3.3 数据库管理57-58
• 5.3.4 TwinCAT PLC的控制58
• 5.4 上位机控制时间响应验证58-59
• 5.5 本章小结59-61
• 第六章 总结与展望61-63
• 6.1 内容总结61
• 6.2 后续研究展望61-63
• 参考文献63-66
• 致谢66-67
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王孝亮;胡军;;图书馆自助毕业清证协同处理系统的设计与实现[J];现代图书情报技术;2015年04期

2 隋勇;;线扫描激光传感器在动平衡检测设备中的应用[J];橡塑技术与装备;2015年02期

3 吴m丁;冯运仿;邱阳;罗健;陈奇睿;;DirectUI技术的研究与界面库设计[J];福建电脑;2014年07期

4 陈志文;;“工业4.0”在德国:从概念走向现实[J];世界科学;2014年05期

5 于颖先;;FANUC公司:创新是实现服务价值的源泉[J];世界制造技术与装备市场;2013年05期

6 王建华;欧阳佳;陈文亮;;飞机柔性装配工装关键技术及发展趋势[J];航空制造技术;2013年17期

7 牛志斌;陈培亮;刘立勇;;基于华中8型系统数控转台的安装与调试[J];制造技术与机床;2013年07期

8 王珉;陈文亮;郝鹏飞;姜丽萍;王宇波;蒋红宇;;飞机数字化自动钻铆系统及其关键技术[J];航空制造技术;2013年Z1期

9 季明逸;游有鹏;;基于偏差耦合法的同步控制策略研究与实践[J];中国制造业信息化;2012年21期

10 刘慧双;宋宝;周向东;唐小琦;;嵌入式数控系统NCUC-Bus现场总线设备驱动研究与开发[J];组合机床与自动化加工技术;2012年08期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 何王勇;数控机床双轴同步控制技术研究[D];华中科技大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 贺美华;基于多传感器集成的机器人自动钻铆在线检测技术研究[D];南京航空航天大学;2013年

2 戴家隆;飞机柔性装配自动化钻孔控制技术研究[D];南京航空航天大学;2013年

3 吴卫东;数控系统多通道控制技术的开发[D];华中科技大学;2011年

4 肖庆东;飞机数字化装配定位技术研究[D];西北工业大学;2007年

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本文编号：1031835