机翼是飞机的重要组成部分之一,机翼的表面质量对飞机的飞行有着重要的影响,直接关系到飞机的使用寿命以及多方面力学性能。磨削加工作为机械加工中的一种精加工工艺方法,在机翼蒙皮的生产加工中发挥着重要的作用。当前我国飞机制造行业对机翼蒙皮表面的打磨通常采用的是手工打磨方式,手工打磨不仅难以保证机翼蒙皮表面打磨的一致性,使材料去除不均匀,产生的废品率较高,而且生产效率比较低。除此之外,工人长期从事磨削加工作业,会吸入大量的粉尘,危害身体健康。论文以传统手工打磨机翼蒙皮表面的加工方式所存在的诸多弊端为出发点,设计一种机翼蒙皮表面自动打磨机械系统,来代替传统的手工打磨作业,提高机翼蒙皮表面的磨削加工质量和生产效率。论文主要研究内容如下:1.根据现有的手工打磨方式,对机器人自动磨削过程进行分析,初步确定机翼蒙皮表面自动打磨机械系统的整体设计方案及系统组成。通过建立机翼蒙皮表面材料的去除率模型,总结出了在实现机器人自动打磨作业时要对打磨工具与机翼蒙皮表面之间的接触力进行恒力控制的需求。2.对恒力装置进行结构设计。通过分析恒力装置所要实现的工作要求,确定其设计方案,并详述了其各部分组成、功能及工作方式。3.根据机翼蒙皮的特点设计一种柔性夹具,以离散点阵的方式拟合出机翼蒙皮薄壁件的形状,实现仿形装夹。确定柔性夹具系统中的定位/支撑单元分别在X、Y、Z三个方向上的传动方案,并对柔性夹具进行具体的结构设计。4.利用ANSYS有限元软件对柔性夹具系统中的定位/支撑单元进行静力学和模态仿真分析,对结构的强度及稳定性要求进行了验证。5.基于NURBS空间曲面薄壁件的多点定位理论,介绍了机翼蒙皮薄壁件的定位/支撑点的位置坐标的求解方法。利用ANSYS有限元软件对不同的均布定位/支撑方式下机翼蒙皮薄壁件的变形进行仿真分析,并结合遗传算法对柔性夹具定位/支撑单元的分布进行布局优化,减小打磨过程中机翼蒙皮薄壁件的变形,提高机翼表面的打磨质量。