【摘要】：目前,復(fù)雜異形拼焊型管路生產(chǎn)時(shí)需要專用的裝焊工裝。隨著航天設(shè)備新型號(hào)新產(chǎn)品的迅猛發(fā)展,所研制生產(chǎn)的工裝模具越來(lái)越多,越來(lái)越大。無(wú)論專用工裝的設(shè)計(jì)制造周期還是大量專用工裝在生產(chǎn)過(guò)程中的管理方式,均無(wú)法滿足我國(guó)目前運(yùn)載火箭高密度發(fā)射的需求,急需能夠適應(yīng)新型航天設(shè)備快速發(fā)展需求的復(fù)雜管路生產(chǎn)新方法。針對(duì)上述需求,本課題設(shè)計(jì)了一套用于航天管路裝焊精確定位的柔性輔助系統(tǒng),用數(shù)字化柔性工裝系統(tǒng)代替現(xiàn)行的專用裝焊工裝。首先提取導(dǎo)管產(chǎn)品決定其空間走向和箭上裝配精度的特征點(diǎn)數(shù)值,在裝焊精確定位柔性輔助系統(tǒng)的工作區(qū)域內(nèi)設(shè)置6個(gè)離散化的柔性支撐點(diǎn),代替現(xiàn)有工裝的剛性支撐點(diǎn)。然后采用三維柔性平臺(tái)精確定位的方式,模擬復(fù)雜管路的實(shí)際定位目標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)多維度的空間定位的目標(biāo),本課題中每個(gè)支撐點(diǎn)均采用直角坐標(biāo)的支撐方式。將每個(gè)支撐點(diǎn)設(shè)計(jì)成5自由度柔性子結(jié)構(gòu),每個(gè)支撐點(diǎn)有X,Y,Z,θZ,θY五個(gè)維度可以進(jìn)行定位運(yùn)動(dòng)。在此基礎(chǔ)上,對(duì)裝焊平臺(tái)支撐子結(jié)構(gòu)各個(gè)支撐點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性進(jìn)行了分析,并且建立了合適的坐標(biāo)系,推導(dǎo)出了本課題所用的多運(yùn)動(dòng)空間的定位解耦算法。由于本課題要求的定位精度以及穩(wěn)定度比較高,所以選用傳統(tǒng)的伺服控制的方式。首先,在分析了各模塊作用的基礎(chǔ)上,根據(jù)指標(biāo)要求,對(duì)PLC,伺服驅(qū)動(dòng)器以及伺服電機(jī)等的選型進(jìn)行了介紹,為使本系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定度,減少系統(tǒng)跟隨誤差以及穩(wěn)態(tài)誤差,提高系統(tǒng)定位精度,對(duì)驅(qū)動(dòng)器參數(shù)進(jìn)行了設(shè)置。然后,將軟件分為了PLC軟件開發(fā)和上位機(jī)軟件開發(fā)兩個(gè)部分進(jìn)行設(shè)計(jì),其中PLC軟件主要作用是設(shè)置各個(gè)不同的運(yùn)行模式,以及進(jìn)行指令和數(shù)據(jù)的收發(fā)和處理。上位機(jī)軟件的作用是對(duì)系統(tǒng)的工作流程進(jìn)行控制,并且進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和顯示工作以及對(duì)管件數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。最后,為解決設(shè)備使用過(guò)程中的累計(jì)誤差問(wèn)題,對(duì)系統(tǒng)的標(biāo)定流程進(jìn)行了設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在對(duì)各功能模塊的測(cè)試的基礎(chǔ)上,對(duì)系統(tǒng)整體進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明,此裝焊定位柔性輔助系統(tǒng)可以正常工作,并實(shí)現(xiàn)了所有的控制功能。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V46
【圖文】：

圖 1-1 Boeing787 總裝及移動(dòng)概念圖音其他型號(hào)的生產(chǎn)工程中，也大量應(yīng)用了柔性工裝技術(shù)一些機(jī)型在生產(chǎn)加工過(guò)程中運(yùn)用的柔性工裝技術(shù)進(jìn)行了表 1-1 波音飛機(jī)在生產(chǎn)加工過(guò)程中運(yùn)用的柔性工裝技術(shù)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 機(jī)身壁板，門波音 747/板五坐標(biāo)龍門高壓水切割五坐標(biāo)龍門激光劃線 雙五坐標(biāo)銑削和制孔 激光劃線 銑削和制 待確定 減少 75 套 減少非重復(fù)加工花費(fèi) 800萬(wàn)美元重復(fù)加工花費(fèi) 1000萬(wàn)美元非重復(fù)加工花費(fèi) 150萬(wàn)美元非重復(fù)加工美 待確定 取消了裝備儲(chǔ)備空間 節(jié)省 3000m22500m245率 待確定 97% 9

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文國(guó)內(nèi)柔性工裝技術(shù)研究現(xiàn)狀國(guó)外相比，我國(guó)柔性工裝技術(shù)起步較晚，在柔性化裝配方面的，落后于西方發(fā)達(dá)國(guó)家。京航空制造工程研究所針對(duì)航空產(chǎn)品中蒙皮壁板的切割制造過(guò)應(yīng)的柔性?shī)A持工裝系統(tǒng)的研發(fā)和制造。并且已經(jīng)突破了夾持單多軸控制策略以及離線仿真等關(guān)鍵技術(shù)，最終開發(fā)出了一套專系統(tǒng)，可以用于飛機(jī)壁板和蒙皮切割加工。華大學(xué)與成都飛機(jī)制造廠合作，開發(fā)出了一套柔性工裝系統(tǒng)，器大型薄壁件切削加工[19,20]。其系統(tǒng)實(shí)物如圖 1-2 所示。雙方柔性工裝系統(tǒng)涉及的關(guān)鍵技術(shù)，并且取得了一系列的研究成果

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文管路制造技術(shù)研究現(xiàn)狀天器管路制造技術(shù)研究現(xiàn)狀內(nèi)外管路系統(tǒng)制造技術(shù)的研究主要集中在汽車、而航天器管路的構(gòu)造以及制造標(biāo)準(zhǔn)與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的管路系統(tǒng)差異較大。航天器管路的制造質(zhì)量要焊接類導(dǎo)管，此類管件的管路系統(tǒng)異常復(fù)雜。圖圖。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 周杰文;劉檢華;趙柏萱;王佳鵬;;數(shù)控彎管機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)建模與加工過(guò)程仿真技術(shù)[J];計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng);2015年02期

2 羅敏;周京平;;柔性工裝在導(dǎo)管數(shù)字化制造中的應(yīng)用[J];航空制造技術(shù);2014年S1期

3 張佳朋;高立國(guó);張斌;樊曉霞;王文超;劉檢華;;面向航天器管路焊裝過(guò)程的集成制造技術(shù)[J];計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng);2014年11期

4 金鵬;劉檢華;劉少麗;張?zhí)?孫鵬;;基于二維靶標(biāo)的管路端點(diǎn)位置測(cè)量方法[J];計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng);2014年11期

5 趙長(zhǎng)喜;姜坤;張佳朋;屈林;;航天器管路數(shù)字化制造技術(shù)與實(shí)踐[J];航天器環(huán)境工程;2013年06期

6 王道檔;鄒慧;郭天太;王曉曉;劉維;;基于自校正的三坐標(biāo)機(jī)二維平臺(tái)誤差測(cè)量技術(shù)[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2013年11期

7 董禮港;張加波;楊頌華;曾如川;屈林;張佳朋;趙長(zhǎng)喜;;數(shù)字化柔性裝配在管路系統(tǒng)制造中的應(yīng)用[J];航空制造技術(shù);2013年20期

8 楊曉東;;基于CATIA V5的割縫篩管參數(shù)化建模與有限元分析[J];機(jī)械工程師;2012年10期

9 王亮;李東升;;飛機(jī)數(shù)字化裝配柔性工裝技術(shù)體系研究[J];航空制造技術(shù);2012年07期

10 王亮;李東升;;飛機(jī)數(shù)字化裝配柔性工裝的低成本化[J];南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2012年S1期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 王萌;飛機(jī)導(dǎo)管數(shù)控彎曲成形技術(shù)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

2 侯國(guó)柱;關(guān)節(jié)型機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2799331