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三维柔性焊接平台柔性工装和数控机床融合关键技术

2017-02-03 17:12:10
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  要想使三维柔性焊接平台柔性工装和数控机床融为一体,   在机械结构、电气控制、软件设计中解决以下关键技术。
  1、工装系统夹紧力调节技术飞机零件数控加工过程中,刀具的受力和位置是不断变化的,为提高零件的加工质量,工装系统   对夹持力进行动态调整。系统将根据不同的加工材料、结构和加工过程的特点,分析出工装单元佳的夹持力。
  2、工装系统网络接入技术
  开放型数控系统为工装系统提供了丰富的系统网络接入的硬件和软件接口。在硬件上,开放了各种针对不同层次的网络接口,在软件上,则为工装系统的网络接入提供了丰富的动态连接库或接口控件库。数控工装控制系统,通过机床数控系统的网络接入,和机床数控系统组成了一个数字化协同制造网络单元。上层以以太网的形式,与3C系统、计算机辅助工装设计系统进行信息数据交换,下层则通过现场总线的接入,实现实时控制。
  3、计算机辅助工装设计技术
  它面向特定的数控加工零件外形的三维数学模型,依据标准化的工装构件模块库和工艺数据库,设计生成一套数控工装系统,并进行三维柔性焊接平台工装系统的性能验证和评估。
  4、网络化协同控制技术
  如果数控工装控制系统不能与机床数控系统进行数据通讯,数控工装系统上的夹持单元就不能进行有效的避让控制。数控工装系统不再是一个孤立的封闭的控制系统,它以网络为桥梁,与机床数控系统进行有效的数据交换。知名数控系统(如西门子840D和NUM1000系列数控系统)都提供了实时、高可靠网络接入手段和工具。这样,在高速机床进行铣削加工时,一旦刀具进入某一特定区域,数控工装系统的夹持单元就可以进行及时有效的避让。
  5、加工过程的离线仿真与程编技术
  在零件进行数控加工前,将机床、工件和工装的三维模型纳入加工过程中,对全过程进行仿真,以三维的方式显示加工轨迹,真实再现零件生产的情况。可视化机床、刀具、工件、工装4者的位置运动关系,及时显示它们之间的干涉情况。可以大大减少因数控程编的失误而造成的加工损失。在仿真中,可及时修改优化加工轨迹。后生成机床与工装互动的数控程序,大大缩短生产准备周期。
  系统具有如下功能:
  (1)进行程序检查(可达到性、碰撞、时间)。
  (2)交互式程序改。
  (3)快速和柔性的程序改。
  (4)从CATIA模型导出数据结构至NC程序。
  (5)碰撞探测(与模拟相结合)。
  (6)用户培训模拟平台。
  (7)面向专用设备。
  (8)NC编程培训。缩短周期。
  (9)提供方便的、费用低的、率的维护NC程序的服务。
  (10)优化NC程序,缩短生产准备时间。
  6、低成本可重构柔性工装技术
  模块化工装装配自动化,应用机器人系统是个主要方向。机器人可以在大范围内完成工件结构配置,不需要人工帮助。工装模块为机器人装配特殊设计,表现为一些重构模块,完成工装模块准备、调整及变化,实现了装配机器人自动化。在飞机的制造和装配中,工装型架数量多,尺寸大,种类多,是一笔很大的开销。三维柔性焊接平台工装采用模块化设计,由机器人完成动态模块的定位,形成一种低成本可重构的柔性工装。通过移动各种动态模块,改变动态模块的格局,构建工装系统。基本模块有:单轴支撑单元、两自由度CANNON单元、三自由度的导轨模块、六自由度平台模块、球型关节模块。