装焊精确定位柔性辅助系统的设计与实现

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1、硕士学位论文装焊精确定位柔性辅助系统的设计与实现DESIGNANDIMPLEMENTATIONOFAFLEXIBLEAUXILIARYSYSTEMFORPRECISELYASSEMBLINGANDWELDINGPOSITIONING韦双余哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TP23学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工程硕士学位论文装焊精确定位柔性辅助系统的设计与实现硕士研究生：韦双余导师：丁明理教授申请学位：工程硕士学科：仪器仪表工程所在单位：自动化测试与控制系答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP23U.D.C:

2、621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDESIGNANDIMPLEMENTATIONOFAFLEXIBLEAUXILIARYSYSTEMFORPRECISELYASSEMBLINGANDWELDINGPOSITIONINGCandidate：WeiShuangyuSupervisor：Prof.DingMingliAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InstrumentandMeterEngineeringAffiliation：Dept.ofAutomaticT

3、estandControlDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要目前，复杂异形拼焊型管路生产时需要专用的装焊工装。随着航天设备新型号新产品的迅猛发展，所研制生产的工装模具越来越多，越来越大。无论专用工装的设计制造周期还是大量专用工装在生产过程中的管理方式，均无法满足我国目前运载火箭高密度发射的需求，急需能够适应新型航天设备快速发展需求的复杂管路生产新方法。针对上述需求，本课题设计了一套用于航天管路装焊精确定位的柔性辅助系统，用数字化柔性

4、工装系统代替现行的专用装焊工装。首先提取导管产品决定其空间走向和箭上装配精度的特征点数值，在装焊精确定位柔性辅助系统的工作区域内设置6个离散化的柔性支撑点，代替现有工装的刚性支撑点。然后采用三维柔性平台精确定位的方式，模拟复杂管路的实际定位目标。为了实现对多维度的空间定位的目标，本课题中每个支撑点均采用直角坐标的支撑方式。将每个支撑点设计成5自由度柔性子结构，每个支撑点有X，Y，Z，θZ，θY五个维度可以进行定位运动。在此基础上，对装焊平台支撑子结构各个支撑点的运动学特性进行了分析，并且建立了合适的坐标系，推导出了本课题所用的多运动空间的定位解耦算法。由于本课题要求的定位精度以及稳定度比较

5、高，所以选用传统的伺服控制的方式。首先，在分析了各模块作用的基础上，根据指标要求，对PLC，伺服驱动器以及伺服电机等的选型进行了介绍，为使本系统具有较高的稳定度，减少系统跟随误差以及稳态误差，提高系统定位精度，对驱动器参数进行了设置。然后，将软件分为了PLC软件开发和上位机软件开发两个部分进行设计，其中PLC软件主要作用是设置各个不同的运行模式，以及进行指令和数据的收发和处理。上位机软件的作用是对系统的工作流程进行控制，并且进行数据的处理和显示工作以及对管件数据进行保存。最后，为解决设备使用过程中的累计误差问题，对系统的标定流程进行了设计与实现。在对各功能模块的测试的基础上，对系统整体进行

6、测试。测试结果表明，此装焊定位柔性辅助系统可以正常工作，并实现了所有的控制功能。关键词：拼焊型导管；定位平台；柔性支撑点；数字化系统-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractAtpresent,theproductionofprofiledcomplexsplicedandweldedpipesneedsdedicatedweldingequipment.Withtherapiddevelopmentofnewtypesofaerospaceequipmentandnewproducts,moreandmoretoolingmoldshavebeendevelopedandpro

7、duced.Nomatterthedesignandmanufacturingcycleofspecialtoolingorthemanagementmethodsofalargenumberofspecialtoolingsintheproductionprocess,therequirementscannotbemet.Thedemandforhigh-densitylaunchofrocketsinChinaurg