装焊精确定位柔性辅助系统的设计与实现

发布时间：2020-08-21 11:42

【摘要】：目前,复杂异形拼焊型管路生产时需要专用的装焊工装。随着航天设备新型号新产品的迅猛发展,所研制生产的工装模具越来越多,越来越大。无论专用工装的设计制造周期还是大量专用工装在生产过程中的管理方式,均无法满足我国目前运载火箭高密度发射的需求,急需能够适应新型航天设备快速发展需求的复杂管路生产新方法。针对上述需求,本课题设计了一套用于航天管路装焊精确定位的柔性辅助系统,用数字化柔性工装系统代替现行的专用装焊工装。首先提取导管产品决定其空间走向和箭上装配精度的特征点数值,在装焊精确定位柔性辅助系统的工作区域内设置6个离散化的柔性支撑点,代替现有工装的刚性支撑点。然后采用三维柔性平台精确定位的方式,模拟复杂管路的实际定位目标。为了实现对多维度的空间定位的目标,本课题中每个支撑点均采用直角坐标的支撑方式。将每个支撑点设计成5自由度柔性子结构,每个支撑点有X,Y,Z,θZ,θY五个维度可以进行定位运动。在此基础上,对装焊平台支撑子结构各个支撑点的运动学特性进行了分析,并且建立了合适的坐标系,推导出了本课题所用的多运动空间的定位解耦算法。由于本课题要求的定位精度以及稳定度比较高,所以选用传统的伺服控制的方式。首先,在分析了各模块作用的基础上,根据指标要求,对PLC,伺服驱动器以及伺服电机等的选型进行了介绍,为使本系统具有较高的稳定度,减少系统跟随误差以及稳态误差,提高系统定位精度,对驱动器参数进行了设置。然后,将软件分为了PLC软件开发和上位机软件开发两个部分进行设计,其中PLC软件主要作用是设置各个不同的运行模式,以及进行指令和数据的收发和处理。上位机软件的作用是对系统的工作流程进行控制,并且进行数据的处理和显示工作以及对管件数据进行保存。最后,为解决设备使用过程中的累计误差问题,对系统的标定流程进行了设计与实现。在对各功能模块的测试的基础上,对系统整体进行测试。测试结果表明,此装焊定位柔性辅助系统可以正常工作,并实现了所有的控制功能。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V46
【图文】：

概念图

图 1-1 Boeing787 总装及移动概念图音其他型号的生产工程中，也大量应用了柔性工装技术一些机型在生产加工过程中运用的柔性工装技术进行了表 1-1 波音飞机在生产加工过程中运用的柔性工装技术Boeing 公司 Ducomm Inc.公司 Vought波音 777 水平和垂直尾翼蒙皮波音 747/C-17/767 机身壁板，门波音 747/板五坐标龙门高压水切割五坐标龙门激光划线双五坐标铣削和制孔激光划线铣削和制待确定减少 75 套减少非重复加工花费 800万美元重复加工花费 1000万美元非重复加工花费 150万美元非重复加工美待确定取消了装备储备空间节省 3000m22500m245率待确定 97% 9

工装图,大型薄壁件,工装,柔性

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【参考文献】