1、柔性工裝結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)
三維焊接平臺(tái)柔性工裝雖然是一種柔性可重復(fù)利用的工裝,但其本質(zhì)決定了必須有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)剛度來保證其定位準(zhǔn)確度;同時(shí),柔性工裝要實(shí)現(xiàn)其柔性功能,使得其結(jié)構(gòu)較一般剛性工裝復(fù)雜。因此,針對(duì)柔性工裝特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)是柔性工裝設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要技術(shù)。
2、先進(jìn)的控制技術(shù)
三維焊接平臺(tái)柔性工裝的自動(dòng)重構(gòu)主要依靠控制技術(shù),由于工裝的機(jī)械結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,為適應(yīng)工裝的結(jié)構(gòu),柔性工裝數(shù)控系統(tǒng)在滿足通用CNC數(shù)控系統(tǒng)功能基礎(chǔ)上,又具有自己的特點(diǎn)。
(1)柔性工裝控制系統(tǒng)要具備控制大量執(zhí)行元件的能力,特別是需要具備jq控制超多(多于6)軸的能力。同時(shí)要求工裝控制系統(tǒng)具有開放性,伺服軸(電機(jī))數(shù)量增減方便,而且數(shù)量增減不影響控制精度。
(2)柔性工裝控制系統(tǒng)通過控制伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)柔性工裝中大量定位點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)控制,柔性工裝的功用決定了在應(yīng)用中一般只關(guān)心其各定位點(diǎn)最終的位置精度,而不關(guān)心運(yùn)動(dòng)軌跡精度,因此,柔性工裝數(shù)控系統(tǒng)一般不需具備多軸同步和插補(bǔ)功能。
(3)為適應(yīng)工裝設(shè)備一體化的發(fā)展趨勢(shì),柔性工裝控制系統(tǒng)要能適應(yīng)多種總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),以便能與其他數(shù)控設(shè)備的數(shù)控系統(tǒng)集成。
當(dāng)前絕大多數(shù)柔性工裝的控制系統(tǒng)都是根據(jù)柔性工裝的特點(diǎn)自主開發(fā)的專門系統(tǒng),雖然也有部分柔性工裝采用通用的商業(yè)CNC數(shù)控系統(tǒng)(如Siemens等),但商業(yè)數(shù)控系統(tǒng)集成的許多復(fù)雜功能(如插補(bǔ))往往得不到應(yīng)用,從而會(huì)使工裝在一定程度上存在成本浪費(fèi)。因此,適應(yīng)柔性工裝需求和特點(diǎn)的先進(jìn)控制技術(shù)是數(shù)字化柔性裝配工裝的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。
3、工裝驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)生成技術(shù)
數(shù)字量驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)生成技術(shù)是柔性工裝的重要關(guān)鍵技術(shù)之一。當(dāng)前柔性工裝的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)主要有3種形式:理論驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)、實(shí)測(cè)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)以
及優(yōu)化驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)等3種形式,因此,相應(yīng)的數(shù)據(jù)生成技術(shù)也有3種。
(1)理論驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)主要在裝配仿真環(huán)境中生成,在工裝應(yīng)用前,通過利用裝配仿真技術(shù),綜合考慮裝配件的幾何信息、作業(yè)路線、工作指令等,可提前發(fā)現(xiàn)工裝應(yīng)用中的問題,以優(yōu)化裝配工藝和路徑,同時(shí)根據(jù)優(yōu)化的裝配路徑,生成工裝理論驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)。因此,工裝的理論驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)生成涉及到裝配仿真軟件的二次開發(fā)技術(shù)。當(dāng)前在飛機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域和裝配仿真中廣泛應(yīng)用的軟件環(huán)境是達(dá)索公司的CATIA和DELMIA,因此基于CATIA/DELMIA的二次開發(fā)技術(shù)是生成工裝理論驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵技術(shù)。
(2)實(shí)測(cè)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)主要由數(shù)字化測(cè)量設(shè)備提供,因此,基于數(shù)字化測(cè)量設(shè)備的數(shù)字化測(cè)量技術(shù)是生成柔性工裝實(shí)測(cè)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。
(3)優(yōu)化驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)的生成需要集成理論數(shù)據(jù)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),同時(shí)要針對(duì)飛機(jī)不同結(jié)構(gòu)的裝配特點(diǎn)具體計(jì)算。當(dāng)前主要在飛機(jī)部件裝配以及大部件對(duì)接中應(yīng)用優(yōu)化的工裝驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù),因此,研究針對(duì)飛機(jī)部件裝配及大部件對(duì)接等的裝配優(yōu)化算法是生成優(yōu)化驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)的核心關(guān)鍵技術(shù)。
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