飞机防护瓦智能装配系统研究

针对当前飞机防护瓦装配型架功能单一、自动化程度低、装配效率低、装配过程可控性差等问题,研究了一种飞机防护瓦智能装配系统.该系统集成了拉压力自适应控制技术、模块化技术.基于模块化理念将防护瓦智能装配系统划分翻转组件、保型组件、移动组件和拉压组件.拉压组件采用力与位移的自适应控制算法,保证了拉压力大小与方向的精确性.结果表明:智能装配系统实现了全机防护瓦集成装配,保证了稳压过程方向与大小的精确性,提高了装配效率.     

基于信息物理系统的可重构装配型架智能装调技术

针对可重构装配型架因安装过程繁琐、装调难度大而被限制应用的问题,在分析其装调流程及技术需求的基础上,提出人与智能眼镜相结合的增强工人模型,构建了基于信息物理系统的智能装调技术框架,并设计了面向可重构装配型架的信息物理装调系统。针对所提出的信息物理系统技术框架,制定了面向可重构装配型架的自定义应用层通信协议,实现了装配现场设备的互联互通。建立了基于工作流的可重构装配型架装调过程可视化指导流程和方法,实现了装调过程中决策信息的快速获取和无纸化展示。提出采用惯性测量单元辅助的精确装调引导方法,解决了定位器精调时反复操作的难题。以某无人机垂尾可重构装配型架为例,验证了应用该装调技术能够改变工人的传统作业模式,显著提高装调效率。     

二次开发UG实现飞机操纵系统零件参数化设计与虚拟装配自动化

在对飞机硬式机械操纵系统组件功能和构造特点分析以及零件实体造型和参数化模型建立的基础上,采用UG二次开发工具UG/Open编程,通过编辑不同类型零件参数化模型的几何特征参数实现零件参数化设计;针对UG交互方式进行大型复杂系统虚拟装配存在的操作过程烦琐和重复性差等不足,基于已建立的零部件装配用方位参照信息开发实现装配过程中的零部件自动坐标定位并对虚拟装配过程加以记录,实现虚拟装配自动化。     

虚拟装配中基于多刚体动力学的物性装配过程仿真

基于物理模型的虚拟装配过程仿真是虚拟装配技术的发展趋势之一.针对当前虚拟装配技术对质量、力等物理属性考虑不足,其仿真过程没有反映真实世界中零部件装配运动的本质规律的问题,提出虚拟装配中基于多刚体动力学的物性装配过程仿真方法,实现以力为输入参数的零部件装配过程仿真.同时详细阐述该方法中的三项关键技术的实现方法,即面向物性仿真的基本物理属性建模技术、虚拟装配中多刚体动力学的数学建模方法、虚拟装配中刚体碰撞过程仿真与分析方法.目前该方法已在虚拟装配工艺规划系统(Virtual assembly process planning,VAPP)中进行了实现,并通过实例进行了验证.     

基于位移实时监测的阀座精密压装系统

为解决汽车零部件装配中高效、精密压装的问题,研制了一种基于位移实时监测的阀芯精密压装系统。从压装监测系统设计需求分析、机械结构和控制系统设计原理进行阐述,通过软、硬件设计,采用AD转换及DA转换结合高速电压比较器的控制方法,实现了在压装过程中对压装位移及压装力的实时监测与控制,从而提高了压装精度和效率。     

飞机装配大部件自动调姿控制系统的设计

基于飞机数字化装配技术设计了一套飞机大部件自动调姿系统,介绍了控制系统的结构,包括系统构成、硬件设计和软件设计。整个控制系统采用Twin CAT 3作为中央控制核心,通过Profinet总线技术与下位机Rexroth的Indra Control L65实现实时通信。利用激光跟踪仪还原飞机装配坐标系,建立数字化测量系统,以力传感器反馈数据为调姿过程参数,调用调姿算法控制数控定位器的调姿和自动托架的辅助支撑。     

考虑人的因素的虚拟装配引导方法

针对当前虚拟装配技术对装配过程中人的因素和零部件的物理属性考虑不足、仿真过程无法反映实际装配运动的本质规律的问题,提出一种考虑人的因素的装配引导方法。在基于物理属性的装配仿真的基础上,对影响装配的人的因素进行分析,给出了视觉因素、舒适度因素及能量消耗的量化评价方法。根据各因素的评价值,利用蒙特卡洛方法计算装配力的大小和方向。在装配力的引导下,通过动力学仿真完成零部件的装配定位。该方法已应用于某自主开发的虚拟装配原型系统中,通过与现实实验进行对比,验证了所提方法的有效性。     

大型飞机数字化装配技术研究

针对大型飞机装配工作的高复杂性和高精度,综合国外航空制造业的先进装配技术,概括了数字化装配技术的内涵.对数字化装配技术作了深入研究,包括数字化装配工艺技术、数字化柔性装配工装技术、光学测量与补偿技术等.在数字化装配技术的应用方面,组建了针对大型飞机机身壁板零件的数字化装配系统平台,并且分析了该平台在飞机零部件装配应用中的特点.飞机数字化装配技术的研究应用,将大幅度降低工装成本,缩短装配周期,提高我国的飞机装配技术水平.     

集成化虚拟装配理论及其在飞机研制中的应用

飞机结构繁杂、零部件和连接件数量庞大,其总装技术能力的提高对提高飞机研制水平、保证飞机飞行安全和增加市场份额具有重要作用。虚拟装配技术可提高飞机装配效率。基于前人对虚拟装配的研究,简单介绍虚拟技术系统知识。     

基于数字化测量的柔性工装调装技术研究

在飞机装配过程中,工装的准确度将会直接影响飞机的装配精度。工装的调装是飞机装配前重要环节之一,而柔性工装由于重复定位精度高等原因调装工作更为困难。为此,本文对柔性工装的调装技术进行研究,通过对工装调装方案介绍,应用了数字化测量设备规划与仿真技术并对坐标系拟合的原理与算法进行了研究和分析。结合柔性工装实例详细介绍了柔性工装的调装方法,为柔性工装调装提供理论依据。     

Mixed Reality-based Interactive Technology for Aircraft Cabin Assembly

Due to the narrowness of space and the complexity of structure, the assembly of aircraft cabin has become one of the major bottlenecks in the whole manufacturing process. To solve the problem, at the beginning of aircraft design, the different stages of the lifecycle of aircraft must be thought about, which include the trial manufacture, assembly, maintenance, recycling and destruction of the product. Recently, thanks to the development of the virtual reality and augmented reality, some low-cost and fast solutions are found for the product assembly. This paper presents a mixed reality-based interactive technology for the aircraft cabin assembly, which can enhance the efficiency of the assemblage in a virtual environment in terms of vision, information and operation. In the mixed reality-based assembly environment, the physical scene can be obtained by a camera and then generated by a computer. The virtual parts, the features of visual assembly, the navigation information, the physical parts and the physical assembly environment will be mixed and presented in the same assembly scene. The mixed or the augmented information will provide some assembling information as a detailed assembly instruction in the mixed reality-based assembly environment. Constraint proxy and its match rules help to reconstruct and visualize the restriction relationship among different parts, and to avoid the complex calculation of constraint's match. Finally, a desktop prototype system of virtual assembly has been built to assist the assembly verification and training with the virtual hand.     

基于Unity3D的机械产品拆装系统在手机终端的实现

为了提高机械产品在装配设计、结构设计和培训等方面的效率,介绍一种以Unity3D引擎为工具,基于虚拟现实技术,可在智能手机上流畅运行的机械产品拆装系统。首先,将三维模型从专业设计软件导入到3DMax中,简化零件模型的面数,构建场景模型; 其次,在Unity3D中设计World Space交互菜单,提供简洁友好的虚拟交互方式,通过C#语言,在智能手机上实现双目立体视觉、陀螺仪头部跟踪、交互外设适配及控制和角色控制器; 最后,以二级减速器为例,在智能手机上实现拆装展示。实验结果表明,该系统人机交互性能良好,具有高度的沉浸感,可以满足机械产品虚拟拆装的需求。     

柴油机虚拟装配的研究

虚拟装配是近几年来出现的先进制造技术,它是在虚拟环境中,利用虚拟现实技术将设计的柴油机整机或部件三维模型进行预装配,在满足产品性能与功能的条件下,通过分析、评价、规划、仿真等改进产品的设计和装配结构,实现产品可装配性和经济性。本文主要介绍虚拟装配研究的现状、柴油机虚拟装配系统的总体结构及柴油机虚拟装配的关键技术。柴油机虚拟装配的关键技术包括虚拟装配建模技术、虚拟装配仿真技术、虚拟装配控制技术和虚拟装配支撑技术等。     

ACIS环境下虚拟装配技术研究与实现

介绍虚拟装配关键技术及其发展现状,为在自行开发的ACIS系统中进一步拓展其装配功能,在ACIS平台下进行二次开发,主要利用矩阵变换的方法,实现零/部件的位置变换,通过一系列算法来达到产品虚拟装配目的,最后在ACIS环境下通过对典型零/部件进行装配,证明该方法及算法的正确性和可行性.     

[制造前沿]机器人测量-操作-加工一体化技术研究及其应用

阐述了机器人加工的发展现状与面临的挑战,回顾了机器人测量操作加工一体化所需要的关键技术。以典型的机器人加工过程为例,分析了机器人测量-操作-加工一体化过程中误差的来源,建立了加工误差及其传递模型,并分别计算分析了测量误差、坐标变换误差与机器人执行误差对加工精度的影响。将机器人测量加工一体化方案用于飞机机翼和机身装配垫片的磨削加工,由点云数据得到工业机械臂的加工轨迹和工艺参数规划数据,通过在机械臂末端安装顺应打磨头来消除工件法向的位置误差,实现恒力打磨。实验结果表明,该机器人加工方案能够实现飞机装配垫片的变厚度磨削加工。     

面向大型产品装配序列规划的分类方法研究

讨论了在对大型产品进行装配序列规划时 ,为了简化装配序列产生过程 ,需要对待装配大型产品按操作复杂度分成两类 ,即复杂装配部分和简单装配部分 ,复杂部分进行虚拟装配规划 ,简单部分进行自动装配规划。分类时 ,首先对装配产品进行子装配体识别以得到组件 ,然后利用分类算法将组件分为两类。     

虚拟装配技术在自动引导车转向系统中的应用

阐述了虚拟装配技术基本原理、过程和方法,提出了基于SolidWorks三维建模软件,以自动引导车转向系统为设计对象,进行三维建模和虚拟装配设计.先通过虚拟装配关系识别捕捉设计者的意图,然后利用装配约束条件确定零件的装配路径,并完成其装配,最后对自动引导车转向系统进行相应的干涉检验,并进行动画制作,进一步检测虚拟装配的可靠性.实践表明,利用虚拟装配技术可有效地缩短产品研发周期,节约成本和提高产品装配质量.     

一种微小挠性零件的自动化精密装配系统

为解决具有挠性结构微小零件精密装配的问题,将基于机器视觉的精密测量技术、高分辨率非接触激光位移测量技术等应用到精密装配系统的研制中.设计了用于微小零件夹持的装置,实现了对微小挠性零件拾取、搬运、放置等操作;根据视觉系统测量得到的微小零件与目标位置的偏差,对微小零件水平面内的位置和姿态进行了调整;提出了装配微小零件挠性结构的接触控制方法,该方法通过激光位移传感器非接触测量挠性结构接触变形所引起的微小位移变化,实现了装配过程中垂直方向的精密接触控制;通过在作业机械臂上集成标定模板,实现了装配系统的自动标定.简要介绍了所研制的装配系统组成,并进行了微小挠性零件的装配实验.实验结果表明,微小零件装配的平行度、同轴度误差小于10 μm,挠性结构接触控制偏差为0.6 μm ～0.8 μm,装配精度满足使用要求.     

浅谈飞机总装自动化装配生产线

阐述了某型飞机总装生产线通过对柔性制造技术、自动化装配技术、数字化测量技术、精益制造及信息化等先进技术研究与应用,实现飞机的准确定位支撑、大部件自动化对接、整机数字化测量及平稳性移动,从而提高飞机总装配技术水平,提高生产效率,缩短生产周期,降低生产成本。