多点柔性支撑夹具控制系统设计.pdf

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1、多点柔性支撑夹具控制系统设计李向国，张洪双，何晖，郑东阳，牛耕(河海大学机电工程学院，江苏常州213022)ResearchonMulti—pointFlexibleSupportFixtureSystemLIXiangguo，ZHANGHongshuang，HEHui，ZHENGDongyang，NIUGeng(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，HohaiUniversity，Changzhou213022，China)摘要：为了解决现代飞机、汽车等行业的复杂金件或者复合材料壁板件经过紧固件连接而成，在薄壁曲面件生产

2、制造中，加工定位工装适应性差、装配过程中容易受连接的力影响而变形，且薄壁件成本高等问题，提出了一种基于多点柔性支撑的夹刚度较差，在自身重力的作用下也会发生变形。传具的设计方案。结合国内外先进的柔性定位与多统的薄壁曲面件的成型和加工，是采用与之具有相点拟合曲面的原理和生产实际情况，成功设计出带同曲面形状的模线样板，通过模线样板实现薄壁件有完善控制系统的多点柔性支撑夹具，有效地解决的成型和加工。因此，每一种薄壁件都要有一个对了传统专用工装存在的问题。应的模线样板，从而造成了工装成本高、占地大和关键词：柔性支撑夹具；控制系统；薄壁曲面生产周期长等问题。这样的加工和成型方式显然件

3、；柔性单元已经难以适应现代社会对产品小批量、多品种的需中图分类号：TH165．2求，所以国内外在薄壁件的柔性工装技术方面进行文献标识码：A了了大量的研究和探索。文章编号：1001—2257(2014)10—0059一O3国外柔性工装技术起步早，在可重构性、可调Abstract：Inordertosolvethepoorpositioning整柔性工装的研究和开发方面采用了很多技术，如jigprocessingadaptabilityandhighcostproblemsof液压技术、数控技术、真空技术及机器人技术等，有thecomplexthin—walledcurved

4、surfacepartsinmod—效减少了各制造行业专用工装的数量，效率得到显ernaircraft，automobilemanufacturing，onekindof著提高。柔性支撑工装在国外航空制造、汽车生产flexiblesupportfixturebasedonmulti——pointtechnol—中的应用广泛，在设计、制造及应用等方面，具有代ogywasproposed．Thefixturecombinedwiththe表意义的包括欧洲的JAM和ADFAST项目，西班principleofadvancedflexiblepositioningandcurve

5、d牙MTorres公司研发的TORRESTOOL柔性工装surfacefittedbymulti—pointintheactualproduction系统和美国CAN制造系统公司研发的基于POGOsituationathomeandabroad．Theflexiblesupporting柱单元的柔性工装系统，以及波音航空航天公司和fixturewithperfectcontrolsystemwassuccessfulde—欧洲航空防务航天公司在飞机装配中采用的柔性signed，andeffectivelyresolvestheproblemofthetra—工装系统]。国

6、内航空企业大部分仍然使用传统的型架装ditionaltooling．配方式，在柔性装配技术的应用方面与欧美的厂商Keywords：flexiblesupportingfixture；controlsystem；thin—walledcurvedsurfaca；fiexibleunit有较大差距。许多科研院校进行了一些相关的研究，并将柔性工装成功应用到陕飞、成飞和西飞等航空制造企业[4]。但这类工装主要用于支撑大尺0引言寸的高刚度部件，如机身机翼等。目前，南京航空航天大学、沈阳航空航天大学、华南理工大学和清薄壁件的生产和使用在航空飞机蒙皮、汽车外华大学等对多点柔性支撑技术进

7、行了研究，但未见壳以及船体的制造中比较常见。薄壁件主要由钣在企业成功应用的相关内容[6]。在此，分析了多收稿日期：2014一O5—2O点柔性支撑夹具的基本结构和工作原理，对控制系《机械与电子32014(10)·59·设计统方案、原理、及控制的软硬件设计进行了详细的分析，使夹具满足通过多个支撑点拟合曲面形状的功能需求。1多点柔性支撑夹具结构设计多点柔性支撑夹具采用多点柔性支撑原理[6]，其主要思想是将传统支撑工装的整体支承面离散为多个支撑点，来拟合各复杂曲面的支承站位截面，各个离散支撑点各向行程独立可调。其中，每个离散支撑点等效