【摘要】：目前,復(fù)雜異形拼焊型管路生產(chǎn)時需要專用的裝焊工裝。隨著航天設(shè)備新型號新產(chǎn)品的迅猛發(fā)展,所研制生產(chǎn)的工裝模具越來越多,越來越大。無論專用工裝的設(shè)計制造周期還是大量專用工裝在生產(chǎn)過程中的管理方式,均無法滿足我國目前運載火箭高密度發(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。針對上述需求,本課題設(shè)計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個離散化的柔性支撐點,代替現(xiàn)有工裝的剛性支撐點。然后采用三維柔性平臺精確定位的方式,模擬復(fù)雜管路的實際定位目標(biāo)。為了實現(xiàn)對多維度的空間定位的目標(biāo),本課題中每個支撐點均采用直角坐標(biāo)的支撐方式。將每個支撐點設(shè)計成5自由度柔性子結(jié)構(gòu),每個支撐點有X,Y,Z,θZ,θY五個維度可以進(jìn)行定位運動。在此基礎(chǔ)上,對裝焊平臺支撐子結(jié)構(gòu)各個支撐點的運動學(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動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PLC,伺服驅(qū)動器以及伺服電機(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,對驅(qū)動器參數(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)兩個部分進(jìn)行設(shè)計,其中PLC軟件主要作用是設(shè)置各個不同的運行模式,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管件數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。最后,為解決設(shè)備使用過程中的累計誤差問題,對系統(tǒng)的標(biāo)定流程進(jìn)行了設(shè)計與實現(xiàn)。在對各功能模塊的測試的基礎(chǔ)上,對系統(tǒng)整體進(jìn)行測試。測試結(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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V46
【圖文】：

圖 1-1 Boeing787 總裝及移動概念圖音其他型號的生產(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)加工過程中運用的柔性工裝技術(shù)進(jìn)行了表 1-1 波音飛機(jī)在生產(chǎn)加工過程中運用的柔性工裝技術(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 800萬美元重復(fù)加工花費 1000萬美元非重復(fù)加工花費 150萬美元非重復(fù)加工美 待確定 取消了裝備儲備空間 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)位論文國內(nèi)柔性工裝技術(shù)研究現(xiàn)狀國外相比，我國柔性工裝技術(shù)起步較晚，在柔性化裝配方面的，落后于西方發(fā)達(dá)國家。京航空制造工程研究所針對航空產(chǎn)品中蒙皮壁板的切割制造過應(yīng)的柔性夾持工裝系統(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)】

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本文編號：2799331