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三坐标定位机构控制与测量
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第 15 卷第 5 期 计算机集成制造系统 Vol. 15 No. 5
2 0 0 9 年 5 月 Computer Integr ated Manufacturing Systems May 2 0 0 9
文章编号: 1006 - 5911( 2009) 05 - 1004 - 06
收稿日期: 2008-04-17; 修订日期: 2008-12-31。Received 17 Apr. 2008; accepted 31 Dec. 2008.
作者简介: 蒋君侠( 1968 - ) , 男, 浙江慈溪人, 浙江大学机械与能源工程学院高级工程师, 硕士, 主要从事先进制造技术与装备 设计 与优化、
CAD /CAM / CAE 等的研究。E-mail: junxia. jiang@ 126. com。
三坐标定位器系统动态特性分析和实验
蒋君侠, 陈 琪, 方 强, 柯映林
( 浙江大学 机械与能源工程学院, 浙江 杭州 310027)
摘 要: 为解决飞机传统装配精度低、调整复杂和质 量不稳定问题, 介绍 了三坐标定位 器结构 与工作原 理, 建
立了伺服传动系统的数学模型, 得到系统的传递 函数。采用 M atlab /Simulink 对系统进行仿真模拟, 并对三坐标 定
位器的动态特性进行分析。实验测试结果表明, 三坐标定 位器能够快速、准确地跟踪位置指令, 并具 有很好的抗 干
扰能力。对三坐标定位器进行动态特性分析和实验测试, 有利于分析 与优化 系统调 姿工作 特性, 对改进定位器 的
结构设计具有一定的指导意义。
关键词: 三坐标定位器; Simulink; 仿真; 动态特性; 实验测试
中图分类号: T P791 文献标识码: A
Analysis and experimental test on dynamic characteristic of 3-axis positioner system
J I A NG J un-xia, C H EN Q i, F A NG Qiang , K E Y ing-lin
( Schoo l o f M echanical a nd Ener gy Enginee ring, Zhejiang U niver sity, Hangzhou 310027, China)
Abstract: T o deal with pr oblems such as low efficiency, difficult adjustment and unstable quality in traditio nal air-
cr aft assembly , structur e a nd wo rking theo ry o f 3-ax is positioner we re intro duced. M athema tical mo del o f se rvo
drive sy stem w as co nst ructed and related transfe r functio n w as derived. System simula tion w as co nducted by using
M atlab /Simulink and dy namic charac teristics of 3-axis positio ner w ere also analy zed. Simulatio n a nd testing results
show ed that this sy stem could promptly and exactly trace the po sition commands with a g oo d anti-jamming capabili-
ty . S tudy of dy namic characteristics o n 3-axis positioner could contribute to the a naly ses and o ptimizatio ns of wo rk-
ing performance of po sture alig nment system, and promo te structur e desig n o f 3-ax is positione r.
Key words: 3-axis positio ner ; simulink; simulatio n; dy namic char acte ristic; experimental test
0 引言
在传统的飞机装配过程中, 往往采用大量装配
型架来定位、夹紧和支撑飞机部件, 通过人工操作进
行对接装配。这种工作模式存在着装配精度低、调
整复杂和质量不稳定等缺点
[1-2 ]
。为了突破传统基
于固定型架的装配方法, 已经开始采用基于三坐标
定位器的柔性装配方法。
三坐标定位器作为构成大型刚体位姿调整系统
的基本单元, 具有三个方向的移动自由度, 且每个方
向都采用闭环伺服控制。由三个或四个三坐标定位
器单元支撑大型刚体而组成的调姿机构, 通过协同
控制定位器的各向运动, 能够实现刚体空间 6 自由
度位姿调整, 由此构成一个冗余驱动的并联机构, 三
坐标定位器相当于并联机构的支链, 其动态特性的
好坏, 直接影响着系统位姿调整的工作特性。
在实际姿态调整或装配过程中, 由于不可避免
地存在制造与安装误差, 而且在冗余驱动的情况下,
各个三坐标定位器彼此之间可能产生很大的相互制
约力, 形成调姿内力
[3 ]
。带内力的调姿过程对三坐
标定位器的动态特性提出了更高要求, 同时外部环
境可能给位姿调整系统带来不可预料的干扰。例
DOI:10.13196/j.cims.2009.05.174.jiangjx.001
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