基于自定位技術(shù)的航空鈦板柔性加工設(shè)備的研究.pdf

1、航空鈦板憑借其優(yōu)異的綜合材料性能,在飛機(jī)蒙皮件的生產(chǎn)中應(yīng)用日益廣泛,但由于蒙皮件規(guī)格多、曲面復(fù)雜、生產(chǎn)批量小,鈦板毛坯溫/熱(蠕變)成形時(shí)無(wú)法預(yù)制定位孔,目前,國(guó)內(nèi)的航空鈦板蒙皮件在機(jī)械加工過(guò)程中普遍存在裝夾難、定位難、成本高的問(wèn)題。近年來(lái),隨著現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展,許多新技術(shù)涌現(xiàn)出來(lái):一方面,國(guó)外已經(jīng)有研究將柔性工裝技術(shù)應(yīng)用于飛機(jī)蒙皮的制造中,但其成本依然過(guò)高;另一方面,在一些特種制造領(lǐng)域,工件自定位技術(shù)也取得了一定的研究成果。在這種背景

2、下,本文對(duì)基于自定位技術(shù)的航空鈦板柔性加工設(shè)備進(jìn)行了設(shè)計(jì)與研究,主要成果如下:
　　(1)針對(duì)國(guó)內(nèi)航空鈦板機(jī)械加工中存在的問(wèn)題,提出一種柔性自尋位加工的方法。根據(jù)不同企業(yè)的需求,提出了兩套航空鈦板柔性自尋位加工方案,使用柔性工裝對(duì)蒙皮毛坯進(jìn)行裝夾,利用測(cè)量技術(shù)確定工件位姿,采用尋位系統(tǒng)進(jìn)行自定位,實(shí)現(xiàn)了“柔性裝夾—測(cè)量—尋位—加工—檢測(cè)”的一體化。
　　(2)針對(duì)兩套柔性自尋位加工方案,采用多點(diǎn)定位支撐、真空吸附夾緊的方法,

3、分別完成了低成本被動(dòng)式和主動(dòng)式兩套柔性工裝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并基于CATIA開(kāi)發(fā)了用于確定柔性工裝支撐參數(shù)的軟件輔助系統(tǒng)。
　　(3)針對(duì)航空鈦板機(jī)械加工中的自尋位問(wèn)題,提出了一種基于ICP(最近點(diǎn)迭代)算法的“兩級(jí)定位”策略,粗匹配時(shí)從CAD模型匹配至點(diǎn)云數(shù)據(jù),精匹配時(shí)從點(diǎn)云數(shù)據(jù)匹配至CAD模型。提出了一種精定位采點(diǎn)策略,有效地解決了ICP算法的匹配集合包含問(wèn)題;建立了匹配算法的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù),并應(yīng)用切平面法進(jìn)行求解,通過(guò)仿真模擬驗(yàn)