随着我国大飞机项目的研制和航天工程的发展,机身和火箭舱体连接质量的要求越来越高。电磁铆接技术由于其特有的优势越来越广泛的应用到机身和火箭舱体连接上,但手动电磁铆接存在着成形质量不稳定、操作重复性差等缺点。自动钻铆技术不仅能够提高加工效率,而且能够提高加工质量。因此,发展磁脉冲自动钻铆技术显得愈来愈重要。本文针对某大型壳体设计了一个磁脉冲自动钻铆系统方案,能够完成钻铆件上任意位置的钻铆。该壳体为1/4的圆筒形零件,其直径为3350mm,高度为4000mm。采用CATIA建模并在运动仿真模块完成了整个系统的运动仿真,检查动静态干涉和优化方案;使用ABAQUS软件对自动钻铆系统中主要的承力件进行了刚度和强度分析;最后设计了实现自动钻铆系统功能的控制方案,并能实现圆筒形零件的柔性化加工。建模和运动仿真方面,对四种自动钻铆系统方案分别进行了建模和运动仿真,通过仿真优化和比较,确定了磁脉冲自动钻铆系统的基本构架;对两种钻头和电磁铆枪运动及转换方案分别进行了建模和运动仿真;设计了磁脉冲自动钻铆系统各部分结构,对整个钻铆系统建模和运动仿真,检查动静态干涉,观察磁脉冲自动钻铆系统按照要求进行各位置点自动钻铆的过程。刚度和强度分析方面,使用ABAQUS有限元分析软件对磁脉冲自动钻铆系统主要的承力件进行了刚度和强度分析。考虑了被铆件的旋转对旋转筒、立柱和自身刚度和强度的影响,校核了齿轮轴、钻铆架、支架、旋转筒、立柱和被铆件的刚度和强度。控制方案方面,选用了经济型内置PLC的CNC系统。设计了基于SINUMERIK 802C base line和CS1W-MC421/MC221运动控制单元的磁脉冲自动钻铆系统的控制方案,避免使用G代码。只需在操作终端输入加工零件的位置信息,通过译码和插补就可利用运动控制单元驱动伺服电机实现顺序钻铆和定量进给钻铆。