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制造业自动化 2014年第10期36卷 140-142页

作者：岳彦芳辛志博杨光河北科技大学机械工程学院石家庄050018

针对非圆弱刚性工件旋转加工必须安装中间随动支撑的要求,设计了一种"V"型支撑装置,研究了带有负曲率的非圆截面CAD图形驱动自动生成支撑臂瞬态位移的计算方法,并据此编写了支撑装置运动控制程序,搭建了试验系统。实验证明该系统完全能... 详细信息

针对非圆弱刚性工件旋转加工必须安装中间随动支撑的要求,设计了一种"V"型支撑装置,研究了带有负曲率的非圆截面CAD图形驱动自动生成支撑臂瞬态位移的计算方法,并据此编写了支撑装置运动控制程序,搭建了试验系统。实验证明该系统完全能够保证对任意非圆工件旋转随动支撑的连续性、实时性与平稳性。

关键词：弱刚性非圆截面中间支撑装置运动学分析

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一种非圆旋转工件支撑装置控制算法

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组合机床与自动化加工技术 2014年第12期 99-101页

作者：岳彦芳辛志博杨光河北科技大学机械工程学院石家庄050018

针对一种弱刚性非圆工件旋转加工中的V型中间支撑装置的结构特点,在分析其对非圆旋转工件支撑时可能出现情况的基础上,建立相应运动模型,提出了一种针对该种支撑装置的单点连续支撑方法,并导出数学公式与运动流程图。为验证算法的实际... 详细信息

针对一种弱刚性非圆工件旋转加工中的V型中间支撑装置的结构特点,在分析其对非圆旋转工件支撑时可能出现情况的基础上,建立相应运动模型,提出了一种针对该种支撑装置的单点连续支撑方法,并导出数学公式与运动流程图。为验证算法的实际工作情况搭建了试验平台,实验证明该算法完全能够实现对工件支撑的实时性与连续性。

关键词：弱刚性非圆截面中间支撑装置控制算法

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复合材料异型构件铺放设备中间支撑系统研究

复合材料异型构件铺放设备中间支撑系统研究

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作者：冯磊强河北科技大学

学位级别：硕士

随着复合材料的兴起,纤维铺放技术及设备的研发得到迅速发展和应用。在对大型弱刚性构件进行铺放加工时,构件在自身重力和铺丝头的压力作用下容易造成弯曲变形,影响其表面加工质量和成型精度。为了减少构件的弯曲变形,需要增加一些辅助... 详细信息

随着复合材料的兴起,纤维铺放技术及设备的研发得到迅速发展和应用。在对大型弱刚性构件进行铺放加工时,构件在自身重力和铺丝头的压力作用下容易造成弯曲变形,影响其表面加工质量和成型精度。为了减少构件的弯曲变形,需要增加一些辅助措施。本课题以小鹰500机身自动化铺放加工为研究背景,针对机身芯模刚性差,机身外形为凸曲面的特点,设计了一种适用于大型凸曲面构件旋转铺放成型的中间支撑系统。首先,本文对传统切削加工过程添加辅助支撑和叶片铺放成型“V”型支撑进行了介绍,分析了两类支撑装置的优缺点,结合机身结构特点,提出了一种适用于飞机机身铺放成型过程中的辅助支撑方案,即采用两支撑轮的两点支撑方案。其次,通过分析机身支撑截面形状和DXF图形存储特点,建立相应的几何模型,提出了一种适用于该支撑装置的支撑运动轨迹算法,并对算法进行了动态性能分析与动画仿真制作。再次,根据所提出的支撑方案和运动轨迹算法,结合机身芯模的几何特点,对支撑装置的机械结构做了详细的设计和选型计算,同时,根据有限元法思想,利用ANSYS Workbench软件对装置关键零部件做了静力学分析,验证了支撑装置刚度的可靠性。最后,为实现对所设计支撑装置的自动化控制,进行支撑控制系统研究。该支撑控制系统包括支撑轮运动控制系统和微机控制系统。微机控制系统负责信息监控、参数设置和操作;支撑轮运动控制系统负责控制两个支撑轮电机运行。本文以小鹰500机身作为成型构件,设计了一种基于纤维铺放设备的中间支撑装置和运动控制算法,通过对装置进行性能分析和运动仿真验证了算法的可行性。该装置和算法不仅适用于纤维铺放等增材制造方式,对于类似应用环境下的切削加工等减材制造方式同样适用,可推广应用于车铣复合加工等非圆凸曲面工件加工过程中的辅助支撑。

关键词：弱刚性凸曲面中间支撑装置控制算法仿真

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非圆截面旋转加工中间支撑系统设计

非圆截面旋转加工中间支撑系统设计

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作者：辛志博河北科技大学

学位级别：硕士

在对弱刚性工件加工时，加工力的作用会造成被加工工件的挠曲变形，使得加工精度、表面粗糙度等受到影响。为了提高工件加工时的刚性，需要在其中部安装支撑装置。本文以大型风电叶片自动铺放成型为研究背景，针对叶片芯模自身刚性差，... 详细信息

在对弱刚性工件加工时，加工力的作用会造成被加工工件的挠曲变形，使得加工精度、表面粗糙度等受到影响。为了提高工件加工时的刚性，需要在其中部安装支撑装置。本文以大型风电叶片自动铺放成型为研究背景，针对叶片芯模自身刚性差，轴径比大且具有非圆截面的特点，设计了一种用于非圆旋转加工的中间支撑系统。首先根据叶片支撑截面非圆和同时存在凸、凹曲面的几何形状特点，设计了一种用于非圆旋转工件加工时的中部支撑装置。该支撑装置包括左、中、右三个支撑臂，当工件旋转时，左、右支撑臂对工件形成“V”型支撑，根据工件姿态自动调整两支撑臂夹角，中支撑臂实时托住工件底端，贴合工件轮廓做竖直方向上的往复运动。通过分析非圆截面的几何形状和DXF图形存储格式的特点建立相应的几何模型，推导出了适用于该中部支撑装置的支撑运动轨迹算法，并对算法进行动态性能分析与运动轨迹仿真。其次为实现对所设计中部支撑装置的自动化控制，进行支撑控制系统研究。最终确定该控制系统由工控机、运动控制器和数控系统三部分组成。工控机负责设备的整体监控与操作，支撑运动轨迹的计算;运动控制器负责控制各支撑臂电机进行支撑运动;数控系统控制工件旋转与设备其它部件的运动。同时研究并实现了这三个系统模块间的数据通讯。最后设计并开发了一种用于纤维铺放设备工控机上的人机交互软件。该软件的主界面主要分为监控区和操作区两个部分，监控区通过读取数控系统和运动控制器中的数据信息，监控设备各个模块的运行状态;操作区通过向数控系统和运动控制器写入数据，实现对设备的操作控制，同时将根据上述中部支撑轨迹算法，计算运动轨迹并写入运动控制器。试验结果表明，该软件可以达到用户的使用需求。

关键词：弱刚性非圆截面中间支撑装置控制算法人机交互软件

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