面向飞机蒙皮柔性夹持数控切边的定位仿真系统及应用.pdf

《面向飞机蒙皮柔性夹持数控切边的定位仿真系统及应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第１８卷第５期计算机集成制造系统Ｖｏｌ．１８Ｎｏ．５２０１２年５月ＣｏｍｐｕｔｅｒＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍｓＭａｙ２０１２文章编号：１００６－５９１１（２０１２）０５－０９９３－０６面向飞机蒙皮柔性夹持数控切边的定位仿真系统及应用胡福文１，李东升１，李小强１，朱明华２（１．北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京１００１９１；２．上海飞机制造有限公司，上海２００４３６）摘要：针对切边过程中有效定位点动态变化的特征，提出“Ｘ－２－１”动态定位原理。基于几何约束关系实现了柔性工装对曲面零件的虚拟装夹，精确计算出柔性工装的调形参数。通过协调单元生

2、死顺序和铣削力加载，实现了切边过程有限元仿真分析。选择典型飞机蒙皮零件进行了集成验证试验，试验分析结果表明加工精度满足制造要求。关键词：薄壁结构件；切边；可重构柔性夹持工装；动态定位；飞机蒙皮中图分类号：ＴＰ３９１．７３文献标志码：ＡＬｏｃａｔｉｎｇｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｏｒａｉｒｃｒａｆｔｓｋｉｎｓＮＣｔｒｉｍｍｉｎｇｂａｓｅｄｏｎｆｌｅｘｉｂｌｅｈｏｌｄｉｎｇｆｉｘｔｕｒｅ１，ＬＩＤｏｎｇ－ｓｈｅｎｇ１，ＬＩＸｉａｏ－ｑｉａｎｇ１，ＺＨＵＭｉｎｇ－ｈｕａ２ＨＵＦｕ－ｗｅｎ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｈａ

3、ｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９１，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｈａｎｇｈａｉＡｉｒｃｒａｆｔＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００４３６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｏｆｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｏｃａｔｏｒｓｄｙｎａｍｉｃｃｈａｎｇｉｎｇ，“Ｘ－２－１”ｄｙｎａｍｉｃｌｏｃａｔｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｗａｓｐｒｏ－ｐｏｓｅｄ．ＴｏｃａｌｃｕｌａｔｅＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅＨｏｌｄｉｎｇＦｉｘｔｕｒｅ（ＲＨＦ）ｌｏｃａｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｐａｒｔｓｖｉｒｔｕａｌｓｅｔｕｐ

4、ｗａｓｂｕｉｌｔｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｇｅｏｍｅｔｒｉｃｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ．Ｔｈｒｏｕｇｈｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｌｅｍｅｎｔｓｂｉｒｔｈａｎｄｄｅａｔｈｓｓｅｑｕｅｎｃｅａｎｄｔｈｅｍｉｌｌｉｎｇｆｏｒｃｅｓｌｏａｄｉｎｇ，ｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆａｉｒｃｒａｆｔｓｋｉｎｓｔｒｉｍｍｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｗａｓａｃｈｉｅｖｅｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉ－ｍｅｎｔｓｏｆｃｌａｓｓｉｃａｌａｉｒｃｒａｆｔｓｋｉｎｐａｒｔｓｔｒｉｍｍｉｎｇｗａｓｄｏｎｅ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｍａｃｈｉｎｉｎｇａｃｃｕｒａｃ

5、ｙｃｏｕｌｄｍｅｅｔｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｈｉｎｗａｌｌｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ；ｔｒｉｍｍｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ；ｆｌｅｘｉｂｌｅｈｏｌｄｉｎｇｆｉｘｔｕｒｅ；ｄｙｎａｍｉｃｌｏｃａｔｉｏｎ；ａｉｒｃｒａｆｔｓｋｉｎｓ的６０％～８０％，而且相关工装间的几何信息传递环０引言［１］节多，累积误差大。以飞机蒙皮壁板为代表的大型航空薄壳体结构为了改变这种工装品种数量多、制造周期长、协件，具有品种多、批量小、形状复杂和结构刚性差等调关系复杂的制造模式，２００２年ＮｏｒｔｈｒｏｐＧｒｕｍ－特点，零件外形、尺寸准确度、边缘状况和表面完整ｍａｎ公司

6、的ＰＡＰＡＺＩＡＮ概括提出了“Ｔｏｏｌ－ｌｅｓｓ［２］性等技术指标要求严格，其加工制造技术一直是飞ｆａｃｔｏｒｙ”制造模式，以柔性多点模具代替实体刚性机机体制造的关键技术之一。传统的飞机蒙皮生产模具进行拉形，以可重构柔性夹持工装代替刚性铣模式中，零件协调方法是基于“模线样板—标准样切样板进行切边和制孔。该制造模式的特点是数字件”的模拟量协调。每项蒙皮零件均需一套专用刚化工艺设计、数字化工艺装备和数字化精密测量技性工装（包括拉形模、切钻样板、化铣样板等）用于拉术无缝融合，计算机辅助设计（ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｉｄｅｄＤｅ－形、切边和化铣刻线，并且是基于“经验—试错”的串ｓｉｇｎ，Ｃ

7、ＡＤ）／计算机辅助工程（ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｉｄｅｄＥｎ－行模式设计制造，其制造所耗工时占零件研制周期ｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣＡＥ）／计算机辅助制造（ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｉ－收稿日期：２０１１－０５－１６；修订日期：２０１１－０６－０５。Ｒｅｃｅｉｖｅｄ１６Ｍａｙ２０１１；ａｃｃｅｐｔｅｄ０５Ｊｕｎｅ２０１１．基金项目：国家８６３计划资助项目（２００７ＡＡ０４１９０５）；中国商飞大型客机科研攻关资助项目（ＳＡＭＦ０９－０７－ＪＳ－０７４）。Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｉｔｅｍｓ：Ｐｒｏｊｅｃｔｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙｔ