孔系柔性夹具定位误差及自动夹紧方案规划的研究

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作为计算机辅助夹具设计(CAFD)的一个重要应用，柔性夹具基于其高度的柔性化和智能化的优点，越来越受到市场的青睐。人们对柔性夹具系统的研究成果也越来越多，但是仍然存在一些亟需解决的问题，如完成工件的定位和夹紧之后，缺少完整的质量评价系统；对自动夹紧模块的研究存在很多问题，如不能智能确定夹紧方式和自动选择夹紧组件；夹紧位置只能准确到夹紧区域，对于具体的夹紧点的计算研究甚少，而且计算繁琐；夹紧元件种类繁多，结构复杂，其装配还不能实现完全自动化。因此有必要开发一套完整的、更加智能化的柔性夹具系统。
　　针对以上问题，本文将在原有智能定位系统的基础上，完成面向切削加工的孔系柔性夹具系统的开发。主要研究工作包括以下几个方面：
　　(1)分析面向切削加工夹具的结构特点和孔系夹具的发展现状，研究开发一套面向切削加工的孔系柔性夹具系统，该套夹具能够实现工件的智能定位、自动夹紧、自动装配以及对定位质量的评价，并且拥有丰富的夹具库。
　　(2)总结现有定位误差研究的方法，结合本系统的实际情况，完成夹具智能定位的误差的研究，包括定位元件的公差分配和加工表面的精度分析。建立工件-夹具几何模型，利用“雅克比矩阵”建立工件位移和定位元件位移的直接联系；用“采样点”代表加工表面，通过对加工表面精度的定义，在已知定位元件公差的情况下完成加工表面精度的分析；给定加工表面的精度要求，利用“敏度矩阵”，完成定位元件的公差分配。
　　(3)完成工件的自动夹紧模块，运用特征识别技术，“法向量判别法”确定候选夹紧表面集；利用“线性加权法”选择最优夹紧表面；通过网格划分夹紧表面，获取候选夹紧点集；根据夹紧点的选择原则，设置目标函数，确定“夹紧三角形”；用“孔特征识别法”智能确定夹紧组件的安装定位孔，并运用虚拟装配技术完成夹紧组件的自动装配。
　　(4)完善原有面向切削加工的柔性夹具系统的功能模块，利用 VB6.0为编程语言对SolidWorks进行二次开发，完成整个系统框架结构的搭建，以及人机交互界面的设计。

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作者
蒋玲慧;
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作者单位

江苏科技大学;

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授予单位江苏科技大学;
学科机械制造及其自动化
授予学位硕士
导师姓名李钦奉;
年度 2014
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类一般夹具;设计、计算;
关键词
柔性夹具; 定位误差; 自动夹紧方式; 智能化设计;

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