本文關(guān)鍵詞：飛機大部件鉆鉚加工的控制系統(tǒng)研究

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【摘要】：隨著我國航空領(lǐng)域快速發(fā)展,用于飛機裝配的多種關(guān)鍵技術(shù)也越來越多的應(yīng)用到生產(chǎn)中。其中,自動鉆鉚控制技術(shù)更是發(fā)展迅速,逐漸取代人工鉆鉚,提高了飛機零部件的裝配效率。同樣的,機身大部件的裝配過程作為整機裝配的重要一環(huán),也亟需尋求現(xiàn)代化的自動鉆鉚加工技術(shù),本文主要針對用于機身大部件裝配鉆鉚加工的數(shù)控機床,展開控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計工作,推進國產(chǎn)基礎(chǔ)裝備向高精度、高速、高效的國際先進水平發(fā)展。全文主要研究內(nèi)容如下:(1)設(shè)計了應(yīng)用于機身大部件裝配的自動鉆鉚控制系統(tǒng)總體方案。從機身大部件裝配的功能需求出發(fā),分析了組合加工機床的系統(tǒng)組成,包括各個功能模塊以及整個機床的工作流程,分別從硬件層面和軟件層面對控制系統(tǒng)進行分析,提出了基于華中8型數(shù)控系統(tǒng)的硬件組態(tài)和基于PC的多軟件協(xié)同的集成控制軟件的實施方案。(2)對機身大部件組合機床各功能模塊分別進行詳細的控制系統(tǒng)設(shè)計。將組合機床按照功能需求進行模塊化劃分,主要分為機床本體及轉(zhuǎn)臺、末端執(zhí)行器和柔性工裝,最終完成了機床本體和轉(zhuǎn)臺的數(shù)控系統(tǒng)控制方案、末端執(zhí)行器的倍福PLC系統(tǒng)控制方案、柔性工裝的多軸多通道的控制方案設(shè)計。(3)開展了組合數(shù)控機床雙軸同步驅(qū)動技術(shù)研究。分析了機床Y軸雙電機同步驅(qū)動對機床運動加工性能的重要性。在原有數(shù)控系統(tǒng)的控制基礎(chǔ)上,采用交叉耦合的控制策略,運用PID算法設(shè)計補償單元控制器。將仿真模型在simulink環(huán)境下仿真,對仿真結(jié)果進行對比得出結(jié)論。提高了機床Y軸的雙軸驅(qū)動同步運動性能和機床伺服運動的可靠性。(4)設(shè)計了自動鉆鉚系統(tǒng)上位層集成控制軟件。從軟件的需求分析為切入口,詳細分析了上位機集成控制軟件的客戶需求,針對需求做出軟件具體的解決方案。完成了上位機集成控制軟件的界面設(shè)計和底層功能代碼設(shè)計,經(jīng)過軟件測試,其功能可以滿足集成控制的需求。
【關(guān)鍵詞】：機身大部件 自動鉆鉚 數(shù)控機床 控制技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V262
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 縮略詞11-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 研究背景與意義12
• 1.2 飛機裝配領(lǐng)域鉆鉚加工現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 傳統(tǒng)人工鉆鉚加工12-14
• 1.2.2 國內(nèi)外自動化裝配領(lǐng)域鉆鉚加工14-15
• 1.3 數(shù)控機床發(fā)展現(xiàn)狀15-20
• 1.3.1 國內(nèi)外數(shù)控機床的發(fā)展15-18
• 1.3.2 數(shù)控機床發(fā)展趨勢18-20
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)與主要研究內(nèi)容安排介紹20-22
• 第二章 機身大部件組合加工機床控制系統(tǒng)總體設(shè)計22-31
• 2.1 組合加工機床系統(tǒng)組成及工作流程規(guī)劃22-25
• 2.1.1 組合加工機床控制系統(tǒng)組成22-23
• 2.1.2 組合加工機床工作流程規(guī)劃23-25
• 2.2 組合加工機床控制系統(tǒng)硬件及軟件設(shè)計25-28
• 2.2.1 數(shù)控機床硬件組態(tài)總體方案設(shè)計25-26
• 2.2.2 組合加工機床控制系統(tǒng)軟件設(shè)計26-28
• 2.3 組合機床加工系統(tǒng)坐標系建立與坐標變換28-30
• 2.3.1 組合機床各坐標系的建立28-29
• 2.3.2 組合加工機床系統(tǒng)坐標變換29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第三章 機身大部件組合加工機床控制技術(shù)研究31-43
• 3.1 機床本體及轉(zhuǎn)臺伺服進給控制技術(shù)31-34
• 3.1.1 伺服進給模塊電氣組成31-33
• 3.1.2 數(shù)控編譯器設(shè)計及伺服閉環(huán)控制33-34
• 3.2 末端執(zhí)行器控制技術(shù)34-38
• 3.2.1 末端執(zhí)行器的電氣組成及原理35-37
• 3.2.2 末端執(zhí)行器工作流程37-38
• 3.3 柔性工裝控制技術(shù)38-41
• 3.3.1 柔性工裝功能模塊組成38-39
• 3.3.2 柔性工裝控制詳細設(shè)計39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-43
• 第四章 組合數(shù)控機床雙軸同步驅(qū)動技術(shù)43-51
• 4.1 雙軸同步控制概述43-44
• 4.1.1 雙軸同步控制方案研究現(xiàn)狀43
• 4.1.2 雙軸同步控制設(shè)計43-44
• 4.2 Y軸伺服系統(tǒng)模型建立44-45
• 4.3 仿真實驗及分析45-50
• 4.3.1 Simulink仿真模型45-47
• 4.3.2 同步性能的影響因素47-48
• 4.3.3 仿真結(jié)果分析48-50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 第五章 機身大部件組合加工機床上位機集成控制51-61
• 5.1 上位機集成控制需求分析51-53
• 5.2 集成控制軟件開發(fā)工具和架構(gòu)53-55
• 5.2.1 軟件開發(fā)工具53
• 5.2.2 軟件架構(gòu)及驅(qū)動搭建53-55
• 5.3 上位機控制實施方案55-58
• 5.3.1 上位層與華中數(shù)控裝置的通信55-56
• 5.3.2 HMI界面設(shè)計56-57
• 5.3.3 數(shù)據(jù)庫管理57-58
• 5.3.4 TwinCAT PLC的控制58
• 5.4 上位機控制時間響應(yīng)驗證58-59
• 5.5 本章小結(jié)59-61
• 第六章 總結(jié)與展望61-63
• 6.1 內(nèi)容總結(jié)61
• 6.2 后續(xù)研究展望61-63
• 參考文獻63-66
• 致謝66-67
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文67

【參考文獻】

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本文編號：1031835