基于行列式柔性工装快速重构方法的研究

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1、数字化设计与制造吣lTALDESIGNANDMANUFAcTURING基于行列式柔性工装快速重构方法的研究ResearchonFastReconstructionMethodBasedonDeterminantofFlexibleToolingSystem中航工业成都飞机工业(集团)有限责任公司万世明南京航空航天大学陈亚丽肖爽田威【摘要】针对飞机薄壁件加工的技术难点，在行列式柔性工装系统的基础上，通过分析系统机构和运行原理，建立数学模型，提出了工装快速重构的智能方法。该方法根据工件的外形以及待加工孔位信息，确定POGO柱的吸附位置，并通过DELMI

2、A装配仿真进一步确定POGO柱的吸附位置以及相对与工装基准面的伸出距离。仿真结果表明，该方法可以使该柔性工装系统针对不同的产品模型进行快速重构，满足飞机薄壁件的加工需求。关键词：飞行器薄壁件行列式柔性工装快速重构孔位信息【ABSTRACT】Fortheproblemsinthin—wallwork-pieceroaching，fastreconstructionmethodispresentedbydescribingsystemstructureandworkprincipleonthebaseofdeterminantofflexibletoo

3、lingsystem，thenweestablishmathematicalmodel．ThismetoodconfirmsthelocationofPOGOinaccordancewiththeshapeofworkpieceandtheinformationofmachingholesandfutherdeterminesthelocationofPOGOaswellasdistancerelativewithtoolingdatumbysimulationmoduleofDELMIA．Simula．tionresultsshowthatthi

4、smethodmaketheflexibletoolingsystemfastreconstructionintheviewofdifferentproducts，whichimprovestheefficiencyofaircraftthin—wallworkpiecemaching．Keywords：Aircraftthin-wallworkpieceDeter-minantofflexibletoolingsystemFastreconstructionHoleinformationDoI：10．16080／j．issnl671．833x．2

5、015．19．080航空、航天制造的一大难题是飞行器蒙皮采用“先成型后加工”工艺时，成型后的半成品为刚度极差的弹性薄壁件且表面轮廓为自由曲面，针对刚性体的六点定位原理不适用于这种弹性体曲面零件。解决此问题的}基金项目：航空科学基金(2013ZE52067)；江苏省科技支撑计划项目《面向飞机制造的柔性自动化装配系统》(BE2011178)；江苏省科技支撑计划项目《面向飞机柔性装配机器人离线编程软件开发》(BE2012171)。80航空制造技术·2015年第19期技术途径有两条：(1)刚性途径，在工装上加工出与工件曲面相对应的刚性支承曲面，该方法柔性差

6、、效率低。(2)柔性途径，通过调整、控制等手段来动态生成所需要的工装支承曲面，因此一种工装可用于不同零件的加工，可大幅提高制造柔性和效率，并可通过信息化手段进行误差校正，从而提高加工精度[1-31。显然，柔性途径比刚性途径更具有优势。但是，要实现柔性途径，必须解决工装支承曲面的快速生成以及相应的控制技术等关键问题。本文对以柔性途径实现柔性工装的快速重构方法进行了研究。1行列式柔性工装组成及运行原理针对飞行器薄壁曲面零件加工的特殊要求，开发了基于机器人操作的行列式柔性工装，其基本结构如图l所示。禾端执行器机器人图1行列式柔性工装系统Fig．1Dete

7、rminantofflexibletoolingsystem图1机械系统主要由电机、POGO柱、立柱、工装导轨和机器人组成。共有5根立柱，每根立柱上面分布5个电机和5根POGO柱，一个电机与一根POGO柱组成一个随动定位单元。该系统采用POGO柱由机器人集中驱动的方式，电机可以实现在y方向上的移动，以方便调整各个POGO柱在对应立柱上的分布位置；末端执行器上安装有一个气爪装置，机器人主要带动末端执行器，通过气爪装置实现POGO柱在z方向上的运动。当产品外形发生变化时，吸附点阵局部自动进行数字调整，可以适应不同的蒙皮组件外形【4】。工装产品的调型提前

8、于产品安放，POGO柱自身没。IGI眦。刚GNAN。MANu队cTURlNG数字化设计皇趔堡有动力装置，一旦调型完成，则后