大型航空結(jié)構(gòu)件加工自動(dòng)避讓夾具系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著航空制造工業(yè)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代飛機(jī)對(duì)性能的要求也在不斷的提升。航空產(chǎn)品的制造中廣泛采用大型整體結(jié)構(gòu)件來替代過去通過鉚接和螺栓連接的組合結(jié)構(gòu)件。與一般的機(jī)械零件相比，飛機(jī)整體構(gòu)件的加工難度和強(qiáng)度更大，不僅實(shí)體組合復(fù)雜，形位精度要求很高，而且薄壁位置剛度低，切除率高，數(shù)控加工過程非常容易產(chǎn)生變形。因此，大型航空整體結(jié)構(gòu)件的制造技術(shù)一直困擾著航空工業(yè)。
　　多點(diǎn)夾持技術(shù)是保證飛機(jī)結(jié)構(gòu)件加工過程中靜、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的一種有效而實(shí)用的方法，現(xiàn)

2、在廣泛應(yīng)用于飛機(jī)制造領(lǐng)域。然而，一些需要加工的結(jié)構(gòu)特征，例如槽、肋板、孔等，不可避免會(huì)與夾持位置靠近或者重合。在這種情況下，僅僅通過刀具路徑規(guī)劃和刀具姿態(tài)調(diào)整的方法并不能夠解決刀具和夾緊點(diǎn)之間在加工運(yùn)動(dòng)過程中的干涉與沖突。這對(duì)于航空制造業(yè)來說也是一個(gè)很棘手的難題。
　　本文從航空整體構(gòu)件裝夾的角度出發(fā)，研究了一種可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避讓的方法。此方法是將包含夾緊力控制功能與夾緊動(dòng)作控制功能相結(jié)合的工藝系統(tǒng)裝備應(yīng)用到大型航空整體結(jié)構(gòu)件的加工

3、中去。
　　首先，采用有限元技術(shù)，分析了加工過程中多次反復(fù)釋放和夾緊操作下的工件受力狀態(tài)，建立夾緊力與工件加工中剩余壁厚關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，依據(jù)數(shù)學(xué)模型對(duì)每個(gè)夾持點(diǎn)的夾緊力分別進(jìn)行優(yōu)化處理。
　　然后，研究了一種自動(dòng)避讓方法，該方法是在夾具坐標(biāo)系下，通過將傳感器在線檢測的刀具實(shí)際位置坐標(biāo)與定位、夾緊點(diǎn)的位置坐標(biāo)進(jìn)行比較來實(shí)現(xiàn)的。因此，自動(dòng)避讓系統(tǒng)是一個(gè)完全獨(dú)立于機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的控制單元。
　　最后，在上述理論的基礎(chǔ)上，本文設(shè)