基于模型预测控制的飞机蒙皮铣削方法研究

针对飞机蒙皮铣削精度低的问题,提出一种考虑铣削力的模型预测控制铣削方法。首先,构建以机械臂为工具的自动化铣削系统,利用矢量法推导机械臂正反解运动学模型。其次,提取飞机蒙皮三维轮廓,采用离散法进行曲线偏移,规划铣削加工路径;在此基础上,利用五阶B样条曲线拟合路径得到加工轨迹。然后,建立铣刀与工件接触数学模型,以铣削力与速度比、轨迹误差与控制输入为目标函数,采用预测模型反馈校正控制跟踪轨迹。最后,利用激光跟踪仪测量蒙皮修切精度。修切的重复定位精度与绝对定位精度分别在±0.1 mm和±0.3 mm以内。相较于传统基于激光跟踪仪测量的铣削方法,采用本方法可获得到较高的铣削加工精度。该方法可用于机器人铣削加工以及其他自动化加工任务。