算得到的误差数据转换到工装坐标系下，得到工装各轴的调整量并转换成控制信息传递给柔性预装配工装系统运动控制器；运动控制器将得到的信息转换成驱动信息，驱动各轴伺服电机运行。同时柔性预装配工装各轴配有的光栅尺对各轴的运行状态进行实时测量，并对数据信息进行分析，反馈定位的补偿数据，完成精确定位。在完成骨架的装配和蒙皮的定位后，通过人工进行预装配制孔。
[0024]飞机壁板数字化柔性装配定位验证单元预装配控制系统，适用于不同机身壁板柔性预装配的定位控制；其包括三个层面:系统管理与监控层1、中间控制层2和现场执行层3。
[0025]系统管理与监控层I主要由工控机4中的精确数学模型5、数据分析模块6以及数据处理模块7组成，其中精确数学模型5根据用户选择工作模式来提取，数据处理模块7向柔性工装集成控制器9提供控制参数，同时从柔性工装集成控制器9和激光跟踪仪8提取参数对系统进行修正。
[0026]中间控制层2包括激光跟踪仪8和柔性工装集成控制器9。激光跟踪仪8实时测量柔性工装定位器的位置值，传入工控机4中。柔性工装集成控制器9以可编程逻辑控制器11为核心，从工控机4中接收控制参数，协调伺服运动控制器10和阀岛12，使柔性工装集成控制器9可控制全闭环伺服运动单元13、半闭环伺服运动单元17以及气动伺服单元21进行运动，同时采集全闭环伺服运动单元13、半闭环伺服运动单元17、气动伺服单元21以及压力传感器20的工作状态。
[0027]现场执行层3由全闭环伺服运动单元13、半闭环伺服运动单元17、气动伺服单元21以及压力传感器20组成。全闭环伺服运动单元13包括相对编码伺服电机14、绝对编码器光栅尺15以及全闭环伺服运动接近开关16，相对编码伺服电机14直接驱动柔性工装定位器24的X方向和Z方向位置，绝对编码器光栅尺15以及全闭环伺服运动接近开关16反馈柔性工装定位器24的X方向和Z方向位置。半闭环伺服运动单元17包括绝对编码伺服电机18以及半闭环伺服运动接近开关19，绝对编码伺服电机18直接驱动柔性工装定位器24的Y方向位置，绝对编码伺服电机18以及半闭环伺服运动接近开关19反馈柔性工装定位器24的Y方向位置。压力传感器20用于反馈柔性工装定位器24定位飞机长桁时所受到的压力。气动运动单元21包括用于驱动柔性工装定位器24定位动作的气缸22，以及反馈柔性工装定位器24定位状态的气缸运动接近开关23。
[0028]采用飞机壁板组件预定位柔性工装控制系统进行集成控制的方法，具体步骤如下:
[0029]步骤1、用户在工控机4选择工作模式，工控机4的后台自动提取精确数学模型5，其中，主要包括逻辑控制参数与运动控制参数。
[0030]步骤2、在工控机4的数据分析模块6对参数进行分析，确定数据类型。
[0031]步骤3、在工控机4的数据处理模块7对各类型的参数进行处理，获得柔性工装集成控制器9所能读取的逻辑控制参数与运动控制参数。
[0032]步骤4、将参数传递到柔性工装集成控制器9，其中可编程逻辑控制器11根据逻辑参数选择对应的逻辑块进行逻辑控制，并由可编程逻辑控制器将当前运行的逻辑块的运动参数分配给伺服运动控制器10进行伺服运动控制，以及分配给阀岛12进行气动运动控制。
[0033]步骤5、通过全闭环伺服运动单元13与半闭环伺服运动单元17的驱动，实现柔性工装定位器24在空间XYZ方向的定位，并由气动运动单元21控制柔性工装定位器24的定位动作，在整个柔性工装定位器24定位过程中根据反馈的压力传感器20采集的数值保证定位力的合理性。
[0034]步骤6、激光跟踪仪8实时对柔性工装定位器24进行测量，并将实测值传回工控机4。
[0035]步骤7、对实测值进行柔性工装定位器24的定位准确度判断，准确则开始制孔，否则回到由步骤3中数据处理模块7重新进行处理。
【主权项】
1.一种飞机壁板组件预定位柔性工装控制系统，其特征在于:包括柔性预装配控制系统、测量系统及多个分散系统，对各系统集成控制实现对不同控制、离散的多个控制系统之间的协调管理，通过信息数据集成处理，实现各系统信息采集和控制运行；在壁板柔性预装配过程中，控制系统接收激光跟踪仪测量系统、工装本身的位置反馈信息、传感器发出的位置反馈指令，通过数据处理转换为控制指令，并将控制指令下发到数字化柔性工装各轴现场设备控制器，驱动相应的伺服电机到达指定位置，实现定位、测量一体化操作，设备控制器将实时运行状态反馈到控制系统，实现监控和仿真处理的闭环控制。
2.一种采用权利要求1所述飞机壁板组件预定位柔性工装控制系统进行集成控制的方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤1.在工控机选择工作模式，工控机的后台自动提取数学模型，其中包括逻辑控制参数与运动控制参数； 步骤2.在工控机的数据分析模块对参数进行分析，确定数据类型； 步骤3.工控机的数据处理模块对各类型的参数进行处理，获得柔性工装集成控制器所能读取的逻辑控制参数与运动控制参数； 步骤4.将参数传递到柔性工装集成控制器，其中，可编程逻辑控制器根据逻辑参数选择对应的逻辑块进行逻辑控制，并由可编程逻辑控制器将当前运行的逻辑块的运动参数分配给伺服运动控制器进行伺服运动控制，以及分配给阀岛进行气动运动控制； 步骤5.通过全闭环伺服运动单元与半闭环伺服运动单元的驱动，实现柔性工装定位器在空间XYZ方向的定位，并由气动运动单元控制柔性工装定位器的定位动作，在整个柔性工装定位器定位过程中根据反馈的压力传感器采集的数值保证定位力的合理性； 步骤6.激光跟踪仪实时对柔性工装定位器进行测量，并将实测值传回至工控机； 步骤7.对实测值进行柔性工装定位器的定位准确度判断，准确则开始制孔，否则回到由数据处理模块重新进行处理。
【专利摘要】本发明公开了一种飞机壁板组件预定位柔性工装控制系统及控制方法，包括柔性预装配控制系统、测量系统及多个分散的系统，对各系统集成控制，实现对不同控制原理、离散的多个控制系统之间的协调管理,通过信息数据集成处理，实现各系统信息采集和控制运行；在壁板柔性预装配过程中，控制系统接收激光跟踪仪测量系统、工装本身的位置反馈信息、传感器发出的位置反馈指令，通过数据处理转换为控制指令，并将控制指令下发到数字化柔性工装各轴的现场设备控制器，驱动相应的伺服电机到达指定位置，实现定位、测量的一体化操作。同时，现场设备控制器将设备实时运行状态反馈到控制系统，实现现场监控和仿真处理的闭环控制。
【IPC分类】G05B19-414
【公开号】CN104698983
【申请号】CN201410840758
【发明人】王仲奇, 胡玉龙, 梁青霄, 任聪, 李金达, 李斌, 李西宁, 李文权, 康永刚, 李卫平, 巴晓甫
【申请人】西北工业大学, 中航飞机股份有限公司西安飞机分公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2014年12月29日