面向大型航空结构件的混联柔性制造系统概念设计与性能评估

论文摘要

为实现大尺寸弧形航空结构件的高效加工与快速装配,设计了一种弧形导轨加并联操作模块的新型混联柔性制造系统。首先,运用虚拟样机技术设计了柔性制造系统的结构方案。其次,建立了系统的运动学模型,推导了运动学逆解的解析表达,并分析了并联模块的奇异性;在此基础上,提出了一种基于"分层切片"思想的工作空间搜索方法,进而绘制了系统的可达工作空间。再次,采用子结构综合法建立了系统的弹性静力学模型,分析了典型位姿下并联模块在重力作用下的弹性变形,并对其进行了数值仿真验证。最后,提出了一种表征全局静力学性能的指标——平均位移指标,并用其评估了系统工作全域内的静力学性能。研究结果表明:该混联柔性制造系统兼具弧形串联机构工作空间大和并联机构刚度高、承载强的优点;在设计该混联柔性制造系统时,需特别关注重力效应引起的构件变形,且应着力提升并联模块沿x轴方向的抗弯能力和绕y轴方向的抗扭能力。

论文目录

• 1 混联柔性制造系统概念设计
•   1.1 串联模块设计
•   1.2 并联模块设计
•   1.3 混联柔性制造系统设计
• 2 运动学分析与工作空间预估
•   2.1 运动学逆解建模与分析
•   2.2 奇异性分析
•   2.3 工作空间预估
• 3 弹性静力学建模
•   3.1 受力分析
•   3.2 弹性变形分析
•   3.3 弹性静力学模型
• 4 弹性静力学分析
•   4.1 系统参数
•   4.2 典型位姿下动平台的弹性位移
•   4.3 系统全局静力学性能评估
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张俊,汤腾飞,方汉良

关键词: 柔性制造系统,并联机构,弧形导轨,工作空间

来源: 西安交通大学学报 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 航空航天科学与工程

单位: 福州大学机械工程及自动化学院

基金: 福建省工业机器人基础部件技术重大研发平台基金资助项目(2014H2004)

分类号: V260

页码: 1-10

总页数: 10

文件大小: 1552K

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