基于坐标孔的数字化柔性工装定位技术

为在一套数字化柔性工装上实现多产品装配工作,根据某型飞机前缘襟翼结构特点,对柔性工装定位技术进行研究.采用内定位的装配方式,以骨架外形作为装配基准,以梁、肋的坐标孔为定位基准设计柔性工装,明确工装各组成立柱式三坐标定位单元的定位功能,设计了面向多装配对象的多用途定位器,采用三排平行布局柔性定位方案规划各立柱行程要求,建立DELMIA装配工艺仿真模型,确定柔性工装定位方案.通过实例验证,该柔性工装可完成整套装配对象的装配工作,定位精度与装配精度满足设计要求.     

飞机翼面类部件数字化柔性装配工装设计及应用研究

对飞机翼面类部件的数字化柔性装配工装定位铆接技术进行了论述。通过分析传统刚性工装定位方法,明确在柔性装配中采用内定位的装配方式,以产品定位工艺孔为定位基准设计柔性工装,采用立柱式三坐标定位单元实现工装的柔性定位功能．利用工业机器人高度柔性化的结构特点,对翼面类部件铆钉孔进行制孔,结合DELMIA仿真反馈模型．确定柔性工装设计方案,使数字化柔性装配工装具有“夹具＋机床＋刀库”的自动化功能。     

机身壁板装配数字化定位系统设计与实现

为提高机身壁板装配的准确度,改变传统的装配定位方法,用数字量的矩阵定义工件和工装的位置,通过坐标转换使设计基准和装配基准统.并设计一套针对机身壁板装配的数字化定位系统,该系统由计算机控制定位过程,通过分析影响该定位系统准确度的因素,提出合适的补偿方法.     

某型机缝翼装配型架改进研究

本文通过分析飞机前期研制中暴露出来的不足及装配型架中存在的问题,总结出稳定缝翼外形及提高交点定位准确度的改进方法,不但改善了工人生产操作条件,而且提高了生产效率,缩短制造周期,为产品顺利交付提供了有效的技术保障。     

面向精度提升与工艺改进的容差分配多目标模型融合方法

在现代机械产品装配容差优化过程中,多以简单加权求和的方式构建多目标容差优化模型,求解效果较差且与装配现场的适用性不强。鉴于此,以装配精度提升与工艺改进为目标导向,首先,考虑配合误差引起的零件上不同关键特征间的位姿变动,构建装配误差传递累积模型与协调尺寸链,精准预测装配误差与多装配体间的协调误差;其次,结合各制造环节误差数据与装配精度累积数据,分别建立加工成本、质量损失、修配成本3个单目标优化模型,并以此提出可避免容差数据优化失衡与优化方向偏离的多目标模型权重参数分配方法,构建多目标容差优化分配模型;最后,采用加速粒子群算法求解得到面向工艺性能提升的各组成环误差数值。以某型航天器分段式机翼对接装配优化为例,在改进产品定位装夹方式之前,机翼对接外形阶差与修配成本分别降低94.68%与83.49%;在使用外形卡板定位后,通过优化使上述两项装配指标分别降低11.21%与8.50%,有效地保障了产品型面装配精度与对接协调质量。     

飞机立柱式柔性工装定位误差分析与精度保障

为保障柔性工装各组成立柱式三坐标定位单元的定位精度0.05 mm的设计要求,实现基于协调孔的精确装配定位,在某机型四个前缘襟翼部件柔性装配过程中,根据柔性工装的定位特点对柔性工装定位精度影响因素进行了综合分析.在所建立的工装坐标系下应用激光跟踪仪测量立柱定位单元的定位精度,基于滚珠丝杠传动系统的轴向定位误差与导程误差、导轨导向传动系统的安装定向误差,建立柔性工装立柱定位单元单轴运动的定位误差模型,对综合定位误差进行计算,并提出了定位精度保障的实验方案.实验表明,经误差补偿后,柔性工装立柱定位单元的定位精度完全能够满足工程中对飞机部件定位精度的要求.     

外翼翼盒对接面装配协调的容差分析及工艺优化

随着飞机结构和工艺的发展,飞机制造的协调准确度要求越来越严格,因此利用数字化手段进行容差分析,实现工艺优化己成为必然趋势。通过对飞机部件装配的误差累计分析与容差优化理论进行研究,提出了基于软件仿真分析解决实际制造中尺寸工程问题的方法,并利用基准统一原则,对某机型外翼翼盒对接面的装配协调要求进行优化分析。结果表明,该理论与技术方法的应用改善了翼盒对接面的工程及工艺方案,提高了装配协调准确度分析的效率,具有一定的工程应用价值。     

自动扶梯托滚轮定位分析及装配夹具设计

在自动扶梯中托滚轮是扶手带运行的重要导向零件,但托滚轮相对摩擦轮的平行度一直是扶梯装配中的难点.文中通过托滚轮定位分析,以摩擦轮为定位基准,设计了托滚轮装配夹具,具有较好的实用性.     

基于数字化装配偏差建模的飞机舱段对接定位方案研究

机身成龙是飞机总装工艺中的一个重要环节,各舱段对接质量直接影响到机身整体外形精度,舱段对接工序中各舱段总成定位方案的选取对于机身外形协调精度具有重要的影响;开展面向飞机机身舱段对接装配的数字化装配偏差建模研究,针对飞机舱段大部件总装对接工艺,采用确定性定位方法对相邻部段对接面位置精度进行分析,建立不同基准定位方案的装配偏差分析模型和评价指数,对比不同定位方案对于装配质量的影响;在某实际机型中后机身与后机身舱段对接协调问题中得到应用验证。     

某型机成型架舱口盖安装协调技术

着重分析了某型机成型架舱口盖产生不协调的原因、控制铆接变形的方法以及通过装配手段对不协调进行有效控制的措施。以某型机上壁板舱口盖为例,提出装配协调和控制飞机蒙皮类零件变形的方法,对提高该部位飞机装配准确度具有参考价值。     

基于粒子群优化神经网络的机器人精度补偿方法研究

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针对工业机器人应用于飞机柔性化自动装配时绝对定位精度不能满足装配精度的问题,在机器人空间网格精度补偿方法的基础上,综合考虑环境温度的变化对机器人的绝对定位精度的影响,提出了基于神经网络的机器人综合精度补偿方法。为了防止神经网络在训练中陷入局部极值,采用粒子群优化方法对它的初始权值和阈值进行了优化。实验结果表明,当温度在20~30℃范围内变化时,机器人的绝对定位误差由补偿前的1~3mm,提高到补偿后的绝对定位误差最大值为0.32mm,平均值为0.194mm,精度较未补偿前有了大幅提高,可以满足飞机自动化装配的高精度的要求。
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基于图树模型的飞机装配单元划分

飞机产品装配单元划分是确保装配质量、缩短装配周期的有效途径。针对飞机零部件结构特征,构建飞机图树装配模型。结合物料清单的分层特点,提出主体装配单元划分与未组合件划分两步进行的装配单元划分方法。阐述了主体装配单元划分过程,采用模糊综合评判方法实现了未组合件划分。     

轻型自主移动钻铆系统定位检测与自适应规划

定位检测是飞机机身部件自动化钻铆的技术基础,是提高系统定位精度的技术保证。根据大飞机机身筒段对接钻铆需求,研制了一套基于CCD相机定位检测的轻型自主移动钻铆系统。针对复杂加工系统和多样化基准形式,提出了多坐标系建立及转换方法和定位检测与加工任务自适应规划策略,通过检测不同基准位置,建立各坐标系关联,分别采用最小二乘法和间接转换法获得实际位置与理论位置的偏差模型,修正了待加工产品数模偏差和工装及产品制造与安装误差,对待加工孔位信息进行自适应规划。实验表明,定位检测方法切实可行,能实现系统高精度钻铆的精确定位。     

Kinematic modeling and parameter identification of a new circumferential drilling machine for aircraft assembly

Automated fastener hole drilling is a key technology for low-cost and high-quality assembly of aircrafts. In this paper, a new circumferential drilling machine for fuselage assembly of large aircrafts is introduced. In order to meet the required position accuracy of drilled holes, this paper focuses on the kinematic calibration of the machine in order to improve its positioning accuracy. A modeling strategy, which combines the Denavit-Hartenberg (D-H) method and a modified version of the Hayati-Mirmirani (H-M) method, is proposed to deal with the special kinematic structure of the arc-base drilling unit of the machine. Main issues in kinematic parameter identification such as definition of objective function, calibration data selection, acquisition of initial values, and setting of convergence criteria are also discussed. Experiments of repeatability testing and kinematic calibration have been performed, and the results show that the positioning accuracy of the arc-base drilling unit is comparable to its repeatability after calibration. This suggests that the proposed kinematic calibration method is effective. Actual drilling tests have been performed on a simulated aircraft fuselage after implementing the identified kinematic model in the machine’s control software. Position errors of drilled holes are within ±0.5 mm, which meets the requirement for fastener hole drilling in the fuselage assembly of large aircrafts.     

飞机零部件自适应装配系统研究

针对当前飞机零部件装配型架自动化程度低、装配过程可控性差等问题,研究了一种飞机零部件自适应装配系统。该系统集成了虚拟技术、激光跟踪仪检测技术与柔性定位技术,采用了基于力与位移的全闭环控制方法,借助虚拟装调系统实现关键部件的自适应定位与装夹。系统采用某型机机头锥作为自适应装配验证对象,完成了对该部件的自适应精确装调,保证了安装精度,实现了装配过程中力与位移的监控。     

组合式超大尺寸测量技术在EAST装置中的应用

组合式测量技术是精密测试技术的研究发展方向之一,激光跟踪仪和柔性关节坐标测量臂都是便携式高精度三维测量系统,通过坐标转换等技术,把这两种仪器组合在一起,可实现对超大尺寸、隐藏点的高精度测量。根据EAST核聚变装置现阶段的实际情况,把这种组合式超大尺寸测量方法应用到EAST的装配定位测量过程中。利用该方法对装置进行初步实验测量,结果表明这种方法可以解决EAST核聚变装置装配过程中的复杂测量问题,能为解决如航天器、舰船、加速器等其它大型装置的精密测量问题提供借鉴。     

A new extrusion method joining tube and sheet with holed rib

Wall thickness is constant in the axial direction when aluminum tubes are formed by conventional extrusion process. Tubes with internal ribs have high strength in comparison with those without ribs. These tubes can be used, for example, as structural parts, heat sinks, and impact absorbers. The existence of some holes at ribs enhances the function and value of the tubes. The appropriate positioning of holes at ribs reduces the weight of structural parts without strength reduction. In the case of heat sinks, holes change the fluid flow and would realize effective heat transfer. In this research, a new extrusion method is proposed by authors for manufacturing tubes with holed ribs. A new extrusion method is applied by FEM analysis. Model experiment was carried out based on the results. The method involves the use of a unique mandrel that has a slit along its axis and two guides at the slit exit. A holed sheet is fed through the slit and joined to the inner surface of the tube. In particular, the effect of the guide height is clarified in this study.     

飞机大部件自动化对接集成系统关键技术研究

为提高飞机总装部件对接的装配效率和装配质量,针对飞机部件自动化对接装配集成系统的特点和结构,重点研究了实现自动化对接的3项关键技术:柔性定位技术、虚拟装配技术和最佳匹配技术.并针对技术难点,提出了相应的解决方法.     

面向装配的特征层次建模方法研究

为了避免不同建模方法导致同一产品在不同设计者之间和不同设计过程中数据不一致的问题,提出了基于装配单元的特征层次建模方法。该方法将传统装配层次结构模型中的单一零件和子装配体统一为装配单元,作为组成产品的一个基本单元,构造了基于装配单元的产品模型。采用面向对象技术,以装配单元作为装配信息的载体,对不同类型装配单元的装配信息采用相同的层次结构进行了组织和存储。在每个装配单元中,采用类继承的方法,可以方便地查询到该单元最基本的组成体素。以球阀产品为例,详细介绍了装配单元的装配特征层次模型的建立方法,为保持设计过程中产品装配数据的一致性提供了保障。