某大型飞机机翼翼盒数字化装配测量调姿技术应用研究

本文根据某大型飞机机翼翼盒数字化装配系统应用研究,对大尺寸前后缘组件、壁板组件的测量调姿定位技术分别进行了详细介绍,并分析对比了机翼盒数字化装配测量调姿在质量与效率上与传统工艺方法的差别。     

一种串并联五坐标自动钻铆机

根据飞机自动化装配的功能需求,研制了一套基于串并联机构的全自动钻铆系统。基于螺旋理论的分析方法对并联机构进行了自由度分析,证明该钻铆机构能够进行五坐标的调姿运动。在UMAC控制平台的基础上开发了钻铆机控制系统,设计钻铆机的控制软件及用户界面,并进行了实验验证。结果表明该自动钻铆机能实现飞机壁板自动钻铆需求。     

飞机大部段数字化调姿对接系统设计

为提高飞机大部段装配质量和效率,设计一套飞机大部段数字化调姿对接系统。系统以SIMOTION D435为核心控制器,配有应力监测系统和空间测量系统。通过实验验证了这套系统具有较高的运动精度和定位精度,满足使用要求。     

基于TwinCAT的舱段数字化柔性自动对接平台控制系统设计

针对国内航天器舱段对接主要采用"手工装配"模式难以满足日益增长的产量需求的现状,提出了一种新型航天器舱段对接模式,基于Twin CAT研究设计了舱段数字化柔性自动对接平台的控制系统,控制系统关联融合了多自由度调姿、数字化测量、柔性装配等先进技术。介绍了平台机构与测量系统,解析了控制系统架构,设计了对接控制流程,应用Twin CAT的电子凸轮等运动控制模块、ST语言和顺序功能图等实现了对舱段对接过程的编程并且通过EtherCAT总线实时控制电动机和平台,基于力控组态软件设计上位机界面。最后通过实验验证了控制系统的可行性,减少了人工劳动力,有效提高了航天器舱段对接的效率,足以满足未来航天器型号任务的需求。     

基于视觉引导的航空发动机低压涡轮轴自动化装配系统研究

针对航空发动机低压涡轮轴传统手工装配存在的劳动强度大、装配效率低下、人工拧紧预紧力偏差大等问题,设计并研制了一套航空发动机低压涡轮轴自动化装配系统.实现了涡轮轴装配的轴孔自动调姿对接、安装止口自动加热测温、螺母自动拧紧等自动化装配工艺流程,并开发了相应的软件控制系统.针对狭小空间内轴孔装配位姿难以测量的难题,利用双目结...     

大部件调姿平台的开发与设计

设计了一种用于飞机大部段工件调姿的数字化调姿平台,介绍了调姿平台的机械结构并提出一种基于PMAC的数控系统,详细介绍了数控系统的前端搭建结构及其控制方式,并通过激光跟踪仪、干涉仪检测整个平台经补偿后的运动精度和调姿效果,验证了整个系统的实用性和稳定性。     

基于ADAMS七自由度飞机装配机器人系统设计与研究

为解决装配中机翼壁板装配定位的问题,本文开发了一种用于基于机翼壁板装配的自动翻转托架实现机翼壁板自动装配定位;通过对调姿机构的方案对比和机构分析,确定了调姿机构驱动方案;完成了系统的三维建模设计;并通过动力学仿真软件ADAMS对模型进行了运动学仿真,验证了机构设计的合理性。     

基于某型机大部件数字化对接技术的研究及应用

飞机装配在飞机制造过程中占有重要的地位,大部件对接的质量对飞机的最终质量和周期有很大程度的影响,传统的飞机多应用刚性工装对接大部件,该方法对接精度较低,数字化对接技术的成熟可以提高部件的对接精度,缩短部件的对接时间。本文以某型机机身上下半部及客舱地板的对接为对象,从部件对接系统初始位置的设定、测量环境的构建、柔性机构的调姿、部件位置的跟踪测量、部件自动对接等方面进行研究,对飞机大部件数字化对接系统的功能和组成进行了介绍。     

脉动生产线模式下飞机总装配关键技术研究

脉动生产线是一种先进的飞机装配生产组织模式,通过装配流程梳理、站位设置与任务量划分,可极大地提升装配效率。基于此,以某型号飞机总装配为需求,针对生产线规划布局、数字化支撑定位调姿系统以及飞机站位间移动等关键技术及难点开展研究,最终形成一套满足飞机总装配需求、可实施的总装配技术方案,并应用于某型飞机的总装配,在提高装配质量、缩短生产周期、降低劳动强度方面发挥出了显著的作用。     

基于理想驱动力的中机身调姿多项式轨迹规划

为实现飞机中机身的自动对接装配,提出一种新型的冗余驱动中机身自动调姿机构。该机构由4个离散的定位器组成,定位器1和定位器3的底层滑块、中间层滑块、伸缩柱都有独立的驱动;定位器2和定位器4只有伸缩柱有独立的驱动,其他方向均为随动。定位器通过球铰式工艺接头与托架相连,托架通过勾头螺栓与中机身保持固连。联动控制所有定位器,实现中机身位姿的自动调整。该调姿机构工作空间大、调姿部件大,既具有冗余驱动的优点,又避免了冗余驱动数过多导致控制系统复杂的不足。针对中机身调姿的特点,提出基于理想驱动力的中机身多项式轨迹规划方法。仿真实验结果表明,该轨迹规划方法高效、可行。     

基于UMAC的并联调姿平台手脉微调功能的开发

手脉微调作为自动装配定位系统不可或缺的功能,也是并联机构控制系统开发的难点之一。针对并联调姿平台的空间运动特点,提出了"手脉+IPC+UMAC"的硬件结构,通过研究并联机构的控制算法,以及手脉的控制原理,结合UMAC控制器的控制特点,利用VC++6.0开发了并联调姿平台的手轮微调模块。实际应用结果表明,该模块能够快速平稳的控制平台运动,该项技术对并联机构手轮功能的设计具有一定的参考价值。     

面向筒类舱段自动装配的两点定位调姿方法

为解决航天器数字化对接装配中的调姿问题,提出了两点定位调姿法：通过改变对接舱段上2个关键点的位置来实现舱段空间位姿的调整,采用五次多项式轨迹对舱段进行调姿轨迹规划并约束舱段的运动参数,确定舱段合理的调姿时间,保证舱段平稳快速地完成对接任务。该方法简化了调姿算法,采用串联机构即可满足调姿算法要求,避免了多轴协调控制,降低了控制难度。利用ADAMS对所提出的方法进行仿真验证,通过两点定位调姿法调整对接舱段可使其到达目标位姿,位移、速度、加速度轨迹光滑连续,同时满足各边界约束条件,调整后舱段姿态与目标坐标值最大偏差为-0.08 mm,调整过程中最大加速度为10 mm/s2。仿真结果表明,两点定位调姿法可满足筒类舱段数字化装配调姿的精确性、稳定性和高效性要求,有助于实现筒类舱段调姿过程的自动控制。     

飞机部件自动对接的位姿标定计算及软件系统设计

飞机部件对接作为飞机总装过程重要步骤之一,是指将两个或多个相邻组件连接形成大型结构件的过程。国内飞机部件对接装配除了采用传统手动调整的方法外,逐渐引入了先进测量、定位调姿设备,但仍然存在对接自动化程度不高等问题。针对这一问题,提出了一种飞机部件自动对接的位姿标定计算方案,并基于Qt和OSG API设计开发了飞机部件对接软件系统,为实现自动化对接提供了方案及软件支持。     

基于机器人的飞机部件自动制孔设备控制系统设计研究

为满足飞机部件装配中机器人自动制孔设备控制要求,设计了一种基于机器人飞机部件自动制孔设备控制系统。该控制系统采用离线编程、中央控制层、现场控制层和执行层四级结构,采用Beckhoff工业计算机作为控制核心,以EtherCAT和Profibus总线为控制方式,通过TwinCAT 2.0控制软件完成工业现场的实时控制。设计了末端执行器控制系统、机器人控制系统和设备附件控制系统。研究表明,该控制系统能很好地完成控制要求,具有一定的实用性和推广价值。     

大尺度产品数字化智能对接关键技术研究

针对大尺度产品对接过程精确位姿调整困难的问题,以测量辅助装配相关研究内容为基础,提出了一种大尺度产品数字化智能对接技术应用综合框架,并从基础环境、使能技术和组织模式三个层面对该框架进行了分析。给出了三种大尺度产品数字化智能对接应用模式,并对其特性进行对比分析。分析了基准传递与精度协调、位姿感知与评定、调姿路径规划、多源数据融合与集成控制等关键技术。设计开发了基于全局坐标的位姿引导柔性装配和六维力引导柔顺对接的组合试验装置,并以舱段对接为例,验证了应用综合框架与关键技术的可行性与有效性。     

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.     

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。     

基于SIMOTION D455的大部件调姿对合系统研制

为了提高大部件装配的生产质量和效率,缩短制造周期,设计、制造了一套大部件调姿对合系统。在该项目中,设计制造了用于调姿、对合的数控定位器,开发了一套用于调姿和轨迹规划的算法,编写了一套以工艺集成软件为核心的软件系统,大部件调姿对合系统采用西门子SIMOTION D455运动控制器作为执行单元。应用证明,该系统具有良好的操作性和可靠性,极大地提高了大部件装配的装配质量,降低了人员劳动强度,提高了劳动生产率。     

飞机壁板自动钻铆系统应用研究

自动钻铆系统可有效地提高制孔与连接质量、疲劳寿命和飞机装配的工作效率,已在波音、空客等航空制造企业大面积使用,极大地提高了飞机产品的装配质量与效率。但国内航空制造企业在自动钻铆系统的应用过程中,存在无法分析相应钻铆误差、编程效率低等问题。以某飞机机翼壁板为对象开展关键技术的应用验证,根据设备各自由度的实际状态信息与定位理论状态信息,生成数控代码进行调姿,启动测量系统对壁板气动外形进行实时测量与反馈,达到了壁板的定位精度要求。     

基于WinCC的飞机大部件自动对接系统开发

针对飞机大部件对接装测控一体化需求开展相关装备研究,结合大部件对接实际工艺需求,突破了定位器布局优化、上下位机通信、自动化测量、多轴同步运动控制、调姿路径规划、对接软件集成等多项关键技术,开发了基于WinCC的飞机大部件自动对接系统,包括定位器系统、自动测量系统和集成控制系统等.该系统集自动化和过程控制于一体,以数据库...