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1、學(xué)術(shù)論文RESEARCH基于PMAC的柔性導(dǎo)軌制孑L設(shè)備控制系統(tǒng)研制術(shù)ResearchonPMAC-BasedControlSystemforFlexibleTrackDrillingMachine上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院冰峰胡永祥姚振強(qiáng)【摘要】針對上海交通大學(xué)研制的應(yīng)用于飛機(jī)機(jī)身、機(jī)翼蒙皮進(jìn)行制孔的柔性導(dǎo)軌自動(dòng)制孔設(shè)備，提出了一套以PMAC運(yùn)動(dòng)控制卡為核心的開放式數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。根據(jù)飛機(jī)自動(dòng)制孔的特點(diǎn)與要求，設(shè)計(jì)并分析了柔性導(dǎo)軌自動(dòng)制孔設(shè)備的整體框架、硬件構(gòu)成、軟件模塊、設(shè)備坐標(biāo)系下加工代碼生成方法。初步制孔試驗(yàn)表明，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了設(shè)備設(shè)計(jì)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)群孔加工。關(guān)鍵詞：柔性導(dǎo)
2、軌飛機(jī)制孔PMAC控制系統(tǒng)代碼生成【ABSTRACT】Fortheflexibletrackautomaticdrillingmachine，whichisusedtodrillontheskinoffu．selageorwingsofaplain，akindofdesignofthecontrolsystemisproposed．ItisanopenNCsystembasedonPMACmotioncontrolcard．Accordingtothefeatureandrequirementoftheflexible-trackdrilling，theframework，hardwar
3、e，softwareandacodegenerationmethodinthemachinecoordinatesystemareresearchedandanalyzed．Practicalexperimentsshowthatthecontrolsystemrealizesthedesignedfunctionsofthemachine，whichcannowdrillagroupofholeswithhighquality．Keywords：FlexibletrackAircraftassemblydrill-ingPMACControlsystemNCcodegeneration
4、為了滿足現(xiàn)代飛機(jī)高壽命的要求，可通過各種技術(shù)途徑改善各連接點(diǎn)的技術(shù)狀態(tài)，其中一個(gè)很重要的途徑是通過自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)精密制孔，提高制孑L質(zhì)量?。相比傳統(tǒng)的手工制孑L而言，自動(dòng)化制孑L不僅能夠提高制孑L質(zhì)量，而且還能減少操作時(shí)間，節(jié)約生產(chǎn)成本。當(dāng)前國外航空行業(yè)廣泛采用自動(dòng)化制孑L技術(shù)，其主要的形式分為：柔性導(dǎo)軌制孔設(shè)備、工業(yè)機(jī)器人制孔設(shè)備、龍門式自動(dòng)制孑L設(shè)備、自動(dòng)鉆鉚機(jī)等【2I。柔性導(dǎo)軌自動(dòng)制孔設(shè)備是一種用于飛機(jī)機(jī)身、機(jī)翼等大型部件裝配制孔的自動(dòng)化設(shè)備。該種類型的設(shè)備可以利用其導(dǎo)軌上的真空吸盤，直接吸附于如飛機(jī)機(jī)身、機(jī)翼等平緩大曲面*上海市民機(jī)創(chuàng)新工程(ZXDF077)、機(jī)械系統(tǒng)與振動(dòng)國
5、家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題(MSV一2010—12)資助。78航空制造技術(shù)·2013年第5期上進(jìn)行自動(dòng)制孑L，具有重量輕、效率高、質(zhì)量好、靈活方便，以及自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)【3】。波音公司在2005年提出基于柔性導(dǎo)軌的飛機(jī)裝配制孑L方案H。目前從事柔性導(dǎo)軌制孔技術(shù)開發(fā)的廠商主要有美國的Eleetroimpaet公司(E1)、美國的AdvancedIntegrationTechnology公司(AIT)[510美國的WestCoastIndustries公司(WCI)開發(fā)了一款單導(dǎo)軌兩軸制孔設(shè)備。出于技術(shù)保密等原因，關(guān)于該設(shè)備相關(guān)技術(shù)研究開發(fā)報(bào)道較少，對其控制系統(tǒng)進(jìn)行研究的文章更是鮮見。國內(nèi)的北京
6、航空制造工程研究所等單位也進(jìn)行了一定的研究，取得了一定的成果[6】。柔性導(dǎo)軌自動(dòng)制孔設(shè)備的研制和制孔工藝研究，需要一套功能齊全、快速高效的控制系統(tǒng)的支持，但傳統(tǒng)通用數(shù)控系統(tǒng)無法滿足5軸以上的伺服控制要求，且無法滿足多傳感器的信號采集和數(shù)控系統(tǒng)二次開發(fā)的需要。因此，采用具備8軸伺服運(yùn)算能力、開放性高的PMAC運(yùn)動(dòng)控制卡來開發(fā)柔性導(dǎo)軌自動(dòng)制孔設(shè)備的數(shù)控系統(tǒng)。針對飛機(jī)部件裝配柔性自動(dòng)制孔設(shè)備的控制與加工工藝要求，基于PMAC運(yùn)動(dòng)控制卡，研制開發(fā)了一套專用數(shù)控系統(tǒng)，介紹了其硬件組成和功能特點(diǎn)；分析了柔性導(dǎo)軌控制系統(tǒng)的建立方法、人機(jī)界面的開發(fā)過程，以及在柔性導(dǎo)軌自動(dòng)制孔設(shè)備坐標(biāo)系下加工代碼生成方法
7、。1柔性導(dǎo)軌自動(dòng)制孔設(shè)備組成柔性導(dǎo)軌自動(dòng)制孔設(shè)備主要由制孔執(zhí)行單元、伺服運(yùn)動(dòng)單元、柔性導(dǎo)軌單元，以及一些輔助設(shè)備組成。制孑L執(zhí)行單元具備法向檢測、壓緊工件、高效鉆孔等功能；伺服運(yùn)動(dòng)單元實(shí)現(xiàn)快速精確的定位和進(jìn)給；柔性導(dǎo)軌單元吸附在工件表面，以支撐整個(gè)設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行；輔助設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)主軸冷卻、氣動(dòng)動(dòng)作等功能。本課題組研制的柔性導(dǎo)軌自動(dòng)制孔設(shè)備實(shí)物如圖1所示。1．1制孔執(zhí)行單元鉆削制孔功能主要由一部最高轉(zhuǎn)速可達(dá)24000r／min的電主軸
