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计算机控制柔性夹具软件系统的研究

作　者: 申阔
导　师: 姚英学
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 柔性夹具位置控制算法软件系统
分类号: TG75
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 67次
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内容摘要

在现代制造系统中,工装柔性化是提高制造系统柔性的重要手段。计算机控制的柔性夹具是近年来发展起来的一种可重构、可重用、高效率的机械加工用夹具系统,它能通过工业计算机的控制快速地调整以适应不同的定位和夹紧要求,特别适用于多品种、变批量零部件的生产。国外已经将其应用于飞机蒙皮、汽车发动机箱体等零部件的加工制造中。随着我国制造业的发展和市场需求的变化,研究装备柔性化技术、开发新型的柔性夹具是非常必要的。本文主要针对柔性夹具系统的需要,开展了对计算机控制柔性夹具软件系统技术的研究。首先,本文分析了计算机控制柔性夹具的基本组成和工作原理,介绍了系统的机械结构,支柱的布局和支柱在X、Y、Z三个方向上的运动机构,以及真空吸盘夹持装置和控制系统,并在此基础上分析了系统的软件需求,对软件结构作了整体规划,核心的五个模块分别是文件读取模块、切片位置规划模块、交点计算模块、交点处理模块、支柱位置布置模块。然后,对软件系统各个模块设计中的关键技术进行了研究。分析了STL格式文件的特点,总结了现有几种常见的切片算法,在比较分析了夹具系统的特殊需求的之后,提出了适用于系统的切片算法,依据新的算法获得被加工件的几何特征。研究了支柱在X、Y、Z三个方向上位置布置的限制条件,提出了满足工艺要求和夹具自身要求的支柱位置规划方案,解决了控制数据生成的问题。最后,在以上理论工作的基础上,以Window XP为系统平台,以Visual C++为软件开发工具,利用面向对象的方法,开发了系统软件。该软件用于根据被加工件CAD模型生成适应加工要求的夹具的位置控制数据。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-16
  1.1 课题来源  9
  1.2 柔性夹具的概念  9-10
  1.3 柔性夹具系统的国内外研究现状  10-15
  1.4 课题的研究意义和主要内容  15-16
第2章计算机控制柔性夹具系统的总体设计  16-23
  2.1 系统的基本组成与工作原理  16-17
  2.2 系统的体系结构  17-22
    2.2.1 支柱布局与运动机构  17-20
    2.2.2 夹持装置及控制系统  20-21
    2.2.3 软件系统  21-22
  2.3 本章小结  22-23
第3章计算机控制柔性夹具软件系统关键技术研究  23-44
  3.1 模型的坐标转换方法  23-24
  3.2 STL模型切片算法  24-35
    3.2.1 STL文件格式  24-25
    3.2.2 STL文件的规则及常见错误  25-26
    3.2.3 现有STL切片算法  26-30
    3.2.4 遍历求交和分组存储的STL切片算法  30-35
  3.3 支柱X向位置调整控制数据生成算法  35-39
    3.3.1 支柱X向位置限制条件分析  35-36
    3.3.2 支柱X向控制数据生成算法  36-39
  3.4 支柱Y、Z向位置调整控制数据生成算法  39-42
    3.4.1 支柱Y、Z向位置限制条件分析  39-40
    3.4.2 支柱Y、Z向控制数据生成算法  40-42
  3.5 本章小结  42-44
第4章软件系统的界面与应用实例  44-48
  4.1 软件系统的界面  44-45
  4.2 软件系统的应用实例  45-47
  4.3 本章小结  47-48
结论  48-49
参考文献  49-53
附录  53-56
致谢  56

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