曲面薄壁零件柔性装配定位系统设计与实现

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1、M7A肝％。数字化设计嗍隅删姒丁～吠¨曲面薄壁零件柔性装配定位系统设计与实现DesignandRealizationofFlexibleAssemblyPositioningSystemforThin-WallComponent中航丁业西安航空动力控制科技有限公司翟婷婷张凤英韩晓光[摘要】针对曲面薄壁零件装配过程中存在定位难、易变形的问题进行了研究，建立了基于多点技术以及数字化虚拟装配技术的曲面薄壁零件柔性装配定位系统，实现了薄壁零件定位可靠、不易变形的柔性装配：研究提出了曲面定位点坐标的求解方法

2、，并按照该方法提取工件曲面的几何信息，确定装配定位点，将定位点的坐标转化为定位系统的坐标，形成坐标转换矩阵，将转换矩阵中坐标的位移量转化为伺服电机的转动量二研究结果为更有效解决柔性工装的优化设计问题提供了必要依据关键词：柔性夹具薄壁零件定位lABSTRACTlAimingattheproblemofdifficultpositioning，easydeformationintheassemblyofthin-wallcomponents，thethin—wallcomponentflexiblea

3、ssemblypositioningsystembasedonmultipointtechnologyanddigitalvirtualtechnologyisestablished．Thisstudypropos—esthesolutiontopositioningcoordinate，andextractesthegeometricinformationofworkpiecesurface，determinesassemblypositioningpoint，transformspositio

4、ningcoor-dinateintocoordinatepositioningsystem，formstheCO—ordinatetransformationmatrix，conveysthedisplacementvectorofcoordinatetransformationmatrixintotheamountofrotationofservomotor．Theresultsprovidetheneces-sarybasisforamoreeffectivesolutiontothepro

5、blemofoptimaldesignofflexibletooling．Keywords：FlexiblefixtureThin-wallcomponentPositioning传统的薄壁零件装配工装多采用刚性结构，装配模式采用一个组件对应一个型架的一对一模式，因此需要设计、制造大量工装。又因薄壁零件具有结构尺寸大、外形复杂、种类繁多、制造精度要求高、易变形等特点，故在薄壁零件装配过程中大量采用了具有定位、夹紧功能的工艺装备或设备，以保证从零组件到部件装配过程中的精确几何外形⋯：同时，随着越来越

6、多新型零部件的出现，旧的装配工装已经不能满足装配要求。曲面薄壁零件柔性装配定位难的问题已经成为国内外各大航空制造企业、科研院所研究的重点。在国外研究中，柔性工装技术体现得相当明显，典型的有行列式柔性装配工装、多点阵成形真空吸附式柔性]二装以及移动装配生产线工装等柔性工装系统I’】。行列式高速柱阵柔性工装(图1)适用于翼梁以及壁板类零部件的装配，如波音737、727、777以及c—17等系列飞机翼梁和空客公司A340系列飞机机翼壁板的装配、图1机翼壁板柔性装配工装Fig．1Flexibleassem

7、blyfixtureofwing1994～2001年，美国CAN制造系统公司研发了基于POGO柱单元的柔性工装系统(图2)，该系统包括气动的POGO线性运动单元、控制器、末端真空吸盘以及软件和台式框架。2004年西班牙的MTorres公司研发了TORRESTOOL柔性工装系统(图3)，该系统采用模块化支撑单元的设计理念，支撑单元由一组伺服系统控制的带真空吸盘的立柱阵列组成，沿三维空间3个坐标轴运动％近年来，我国各大航空企业以及科研院校在引进国外先进理念和技术的同时，对工装结构设计方面的研究也在逐渐

8、增多，尤其是关于柔性工装的研究【4l。哈工大研制了自己的柔性工装系统；清华大学承担了国家自然科学基金项目和863计划项目：薄壁零件多点柔性智能工装系统的开发工作。本文正是以如何实现曲面薄壁零件的柔性装配定位为出发点进行研究的。2014年第22期·航空制造技术27数字化设计胍训脏mN图2CAN柔性夹具系统Fig．2CANflexiblefixturesystem图3TORRESTOOL柔性夹具Fig．3TORRESTOOLflexiblefixture1总体设计思路传统的针对刚性体的