本文關(guān)鍵詞：柔性工裝平臺(tái)設(shè)計(jì)與控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

  更多相關(guān)文章： 柔性工裝 OPC 多軸控制 布局優(yōu)化 CAN總線 有限元

【摘要】：柔性工裝由于能適應(yīng)工件形狀和尺寸變化,在很多領(lǐng)域得到了應(yīng)用,如航空結(jié)構(gòu)件加工、航空曲面件加工、飛機(jī)裝配等。柔性工裝的使用,大大降低了制造成本、提高了生產(chǎn)效率。本文以中小型結(jié)構(gòu)件為對(duì)象,研究了柔性工裝平臺(tái)的設(shè)計(jì)方法,完成了控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā),分析了柔性工裝重構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)。本文考慮飛機(jī)制造實(shí)際需求,設(shè)計(jì)了能適用于不同特征的中小型結(jié)構(gòu)件加工的模塊化柔性工裝系統(tǒng)。系統(tǒng)提供了一系列通用或?qū)Ｓ玫墓δ苣K,可以供操作人員根據(jù)具體情況搭建出適合工件加工的柔性工裝�？紤]到柔性工裝系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床的協(xié)同需要,研究了工裝系統(tǒng)與西門(mén)子840D數(shù)控系統(tǒng)的三種通信方法,并基于OPC技術(shù)開(kāi)發(fā)了通信軟件,實(shí)現(xiàn)了工裝控制系統(tǒng)與西門(mén)子840D數(shù)控系統(tǒng)的通信。為了實(shí)現(xiàn)柔性工裝系統(tǒng)的控制,提出了基于CAN總線的控制方案;為了讓上位機(jī)PC端和各下位機(jī)節(jié)點(diǎn)模塊在CAN網(wǎng)絡(luò)中各司其職,根據(jù)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可擴(kuò)展的內(nèi)在要求,對(duì)CAN網(wǎng)絡(luò)中各指令標(biāo)識(shí)符進(jìn)行了分配,從而確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行�；谌嵝怨ぱb平臺(tái),以薄壁框類和薄壁曲面類結(jié)構(gòu)為例對(duì)工裝進(jìn)行了重構(gòu),著重對(duì)重構(gòu)中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。對(duì)于薄壁框類結(jié)構(gòu),通過(guò)有限元仿真說(shuō)明了采用隨動(dòng)支撐技術(shù)的必要性,并且從隨動(dòng)支撐模塊變形、工件加工變形、隨動(dòng)支撐路徑以及工件-隨動(dòng)支撐系統(tǒng)模態(tài)四個(gè)方面進(jìn)行了有限元仿真分析,驗(yàn)證了在柔性工裝中采用隨動(dòng)支撐模塊的可行性。對(duì)于薄壁曲面結(jié)構(gòu),研究了工裝重構(gòu)中定位點(diǎn)確定、工裝布局和夾緊力設(shè)計(jì)問(wèn)題,設(shè)計(jì)了基于有限元方法的布局優(yōu)化算法,在考慮收斂速度的基礎(chǔ)上,提高了工件支撐剛度,減小了加工變形,從而保證重構(gòu)工裝更加可靠。
【關(guān)鍵詞】：柔性工裝 OPC 多軸控制 布局優(yōu)化 CAN總線 有限元
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V261
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 課題背景及意義12
• 1.2 柔性工裝國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析12-15
• 1.3 自適應(yīng)夾具國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析15-17
• 1.4 柔性工裝運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀分析17-18
• 1.5 本文的研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排18-20
• 第二章 柔性工裝系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)20-32
• 2.1 柔性工裝平臺(tái)方案20-21
• 2.2 柔性工裝各模塊設(shè)計(jì)21-29
• 2.2.1 通用模塊設(shè)計(jì)21-24
• 2.2.2 專用模塊設(shè)計(jì)24-29
• 2.3 柔性工裝的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)29-31
• 2.3.1 柔性工裝系統(tǒng)與數(shù)控系統(tǒng)通信方案設(shè)計(jì)29-30
• 2.3.2 柔性工裝運(yùn)動(dòng)控制方案的設(shè)計(jì)30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 柔性工裝系統(tǒng)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)32-44
• 3.1 西門(mén)子 840D數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)32-34
• 3.2 840D OPC數(shù)據(jù)訪問(wèn)技術(shù)34-38
• 3.2.1 840D OPC數(shù)據(jù)訪問(wèn)方式34-35
• 3.2.2 840D OPC數(shù)據(jù)訪問(wèn)接口35-36
• 3.2.3 840D數(shù)控系統(tǒng)的變量結(jié)構(gòu)36-38
• 3.2.4 變量的訪問(wèn)與測(cè)試38
• 3.3 OPC客戶端程序開(kāi)發(fā)流程38-41
• 3.4 系統(tǒng)控制軟件與數(shù)控系統(tǒng)的通信41-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 第四章 柔性工裝運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)44-57
• 4.1 總線網(wǎng)絡(luò)的搭建44-52
• 4.1.1 CAN總線協(xié)議簡(jiǎn)介44-45
• 4.1.2 CAN控制器使用要點(diǎn)45-48
• 4.1.3 USB轉(zhuǎn)CAN的實(shí)現(xiàn)48-49
• 4.1.4 電機(jī)節(jié)點(diǎn)模塊的設(shè)計(jì)49-51
• 4.1.5 電氣比例閥節(jié)點(diǎn)模塊的設(shè)計(jì)51-52
• 4.2 CAN網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符的分配52-53
• 4.3 上位機(jī)對(duì)CAN網(wǎng)絡(luò)的控制53-54
• 4.4 平臺(tái)精度測(cè)試54-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 第五章 柔性工裝重構(gòu)中的關(guān)鍵技術(shù)研究57-76
• 5.1 框類結(jié)構(gòu)的隨動(dòng)支撐及仿真技術(shù)57-65
• 5.1.1 框類結(jié)構(gòu)加工的隨動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)57-58
• 5.1.2 隨動(dòng)支撐模塊分析58-59
• 5.1.3 隨動(dòng)支撐對(duì)工件加工變形的影響59-61
• 5.1.4 隨動(dòng)支撐路徑分析61-63
• 5.1.5 工件-隨動(dòng)支撐系統(tǒng)模態(tài)分析63-65
• 5.2 薄壁曲面結(jié)構(gòu)在柔性工裝重構(gòu)中的模塊布局技術(shù)65-70
• 5.2.1 空間曲面的定位原理與實(shí)現(xiàn)66-67
• 5.2.2 柔性工裝布局和夾緊力設(shè)計(jì)67-69
• 5.2.3 柔性工裝裝夾薄壁曲面工件69-70
• 5.3 薄壁曲面結(jié)構(gòu)在柔性工裝重構(gòu)后的布局優(yōu)化技術(shù)70-74
• 5.3.1 多點(diǎn)定位/支撐陣列工裝的數(shù)學(xué)簡(jiǎn)化70-71
• 5.3.2 布局優(yōu)化算法構(gòu)建步驟71-72
• 5.3.3 布局優(yōu)化算法實(shí)例72-74
• 5.4 本章小結(jié)74-76
• 第六章 總結(jié)與展望76-78
• 6.1 總結(jié)76-77
• 6.2 展望77-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 致謝82-83
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文83-84
• 附錄一84-90

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：749096