飞机部件数字化装配测量环境的建立

飞机部件数字化装配测量环境布置包括测量点的布置设计和测量设备的位置摆放等。以左外翼与中央翼对接装配为对象论述了数字化装配测量环境的构建要素,包括:装配场所地坪上的公共观测点(地标点)、装配对象上的测量点(基准点)、装配工艺装备即数控定位执行器上的测量点(ERS点)的布置设计、激光跟踪仪的位置确定等,为飞机数字化装配技术在工程上的应用奠定基础。     

飞机部件精准对接技术研究

为提高飞机部件对接的装配质量,针对部件对接的主要问题,提出了应用测量辅助装配法来提高装配准确度并基于该工艺方法的测量、定位基准体系,分析飞机部件精准对接系统的主要组成和工艺过程。归纳阐述了部件精准对接系统的技术要点：部件最佳对接位置的分析方法、大部件空间姿态调整方法。     

基于孔特征约束的飞机部件位姿优化方法

为了实现飞机大部件的最佳位姿装配、保证装配精度,提出一种基于制造准确度与对接深孔协调准确度的大部件位姿优化算法。以制造特征点的三维相对偏差和协调深孔的位置相对偏差的加权组合为变量,建立部件装配误差评价目标函数;以最小的装配误差为优化目标,将装配过程中对应对接深孔之间轴线的相对偏差为约束条件,建立飞机大部件数字化装配姿态评价的最优化数学模型。对于模型的求解,以奇异值分解算法计算结果作为初值,采用Lagrange法结合粒子群算法进行求解,得到部件的最优位姿,使部件在满足制造准确度的同时对接深孔孔轴方向的偏差最小,满足装配的要求。通过在飞机数字化装配中的运用并与奇异值分解算法进行比较,验证了该算法的有效性。     

面向最优匹配位置的大部件自动对接装配综合评价指标

火箭、飞机、舰船等大型产品结构复杂,多为分段制造后进行总装对接,此类分段大部件对接质量直接影响总体装配质量。传统的对接装配工艺自动化程度低、过度依赖专用检具和人工经验。部件对接装配最佳匹配位置的确定,是提高大部件对接装配效率和质量关键之一,基于先进测量设备和自动化定位装备,建立面向大部件最优匹配位置的综合评价指标体系。首先,基于点集匹配、直线对齐、平面匹配和曲面匹配的数学模型,建立大部件对接结构中各关键特征的装配准确度评价指标;其次,从制造准确度和协调准确度两个方面构建大部件对接装配最优匹配位置的综合评价指标体系,为部件制造质量评估提供有效的评价方法,也为部件之间最优匹配位置求解提供目标;最后,基于实验室自主研发的大部件对接平台,以筒段模拟件对接为研究对象,验证了这一综合评价指标体系在指导大部件装配对接的有效性,与传统工艺相比,可直接保证最优对接位置,提高装配质量。     

基于激光雷达的飞机水平测量

介绍了激光雷达测量系统的测量原理,分析了传统飞机水平测量方法的不足。为满足飞机对部件安装准确度的更高要求,提出在全机水平测量工序中采用数字化测量设备——激光雷达。通过分析测量基准、确定激光雷达的摆放位置、建立机体坐标系及利用研发的数据处理软件进行数据分析处理等环节,制定了基于激光雷达的飞机水平测量方案。应用表明,该方案在测量精度、自动化程度和测量数据处理等方面具有明显的优点,并且极大地降低了劳动强度,提高了工作效率。     

基于激光雷达的飞机水平测量

介绍了激光雷达测量系统的测量原理,分析了传统飞机水平测量方法的不足.为满足飞机对部件安装准确度的更高要求,提出在全机水平测量工序中采用数字化测量设备--激光雷达.通过分析测量基准、确定激光雷达的摆放位置、建立机体坐标系及利用研发的数据处理软件进行数据分析处理等环节,制定了基于激光雷达的飞机水平测量方案.应用表明,该方案在测量精度、自动化程度和测量数据处理等方面具有明显的优点,并且极大地降低了劳动强度,提高了工作效率.     

基于模板的飞机数字化水平测量规划与系统实现

为满足飞机部件装配准确度的更高要求,提出基于模板的数字化水平测量规划方法,运用CAA的CATIA二次开发技术,将水平测量模板集成到CATIA软件中,以飞机机身中段和前段装配过程为例,给出了数字化测量环境下的水平测量实现方法。     

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。     

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。     

飞机数字化装配测量系统研究

飞机数字化装配测量系统对飞机数字化装配工作有着重要的辅助作用,使得飞机装配定位工作更加简单、精确,对降低飞机制造成本、提高装配质量和装配效率有重要意义。分别从3个子系统即激光跟踪测量系统、数据处理系统和实时运动仿真系统,对飞机数字化装配测量系统进行研究和实现;实现了激光跟踪测量系统的初始化、数据采集和动态测量等功能,在对装配过程数据模型处理的矩阵分析研究的基础上,实现了装配场景的实时运动仿真,进行了装配件位置偏差的计算;通过实践检验,该系统能够运用于数字化装配工作中。     

一种面向航天器装配的测量工艺模型构建技术研究

数字化测量技术与航天器装配技术的融合是实现航天器产品全数字量、高精度、高效率装配的关键技术之一。针对航天器产品装配过程中的测量工艺需求，提出了一种面向航天器装配的测量工艺模型构建方法。将待测特征、基准信息、公差信息、测量设备等与航天器装配过程中测量实施相关联的测量信息组织在一起，形成测量工艺模型。以测量工艺模型为核心，可以促进协调指导各部门实施测量工作，服务于航天器产品的高精度装配。以此模型为基础，开发测量模型构建原型系统，以典型航天器部件进行应用验证，验证了系统的有效性和可行性。     

浅谈飞机部件数字化总装配系统

本文阐述了飞机部件数字化总装配系统的基本功能和构成,分析了部件数字化总装配系统中数字化定位、自动化制孔、数字化测量以及信息集成管理等四大关键技术,提出了国内发展应用部件数字化总装配系统的注意事项。     

飞机数字化测量网络布站设计

考虑大尺寸、高精度要求的飞机或特殊机型飞行器需要采用多仪器组合测量网络来完成数字化测量任务,本文对测量网络进行了最优布站设计.介绍了传统的飞机调平理论,提出了飞机数字化调平变换算法,并建立了其不确定度模型.通过不确定度分析和误差依赖性仿真得出飞机各基准点不确定度和水平点位置对测量不确定度的影响.结合由激光雷达、iGPS组成的飞机数字化测量网络的测量特性,提出了飞机数字化测量网络的最优布站设计方案.对某机型飞机水平测量实验验证表明,经布站优化设计后的测量结果精度为0.402mm,提高了约20％.结果显示提出的布站设计方案有效、可行,其分析方法为寻找高准确度、高效率的飞机数字化测量的布站设计提供了参考依据.     

飞机自动化对接中装配准确度的小样本分析

为实现装配质最信息的及时反馈,提出了某飞机大部件自动对接系统的装配准确度分析方法.利用激光跟踪仪的测量数据,实现了装配准确度的小样本数据挖掘.通过单测点单约束的超差、相对偏差和偏差方向分析,给出了各统计特征参数的计算方法.在层次分析法配置权重的基础上,导出了装配准确度的评价模型,以此反映对接装配质量.基于主成分分析的特异样本判别方法和正态假设下偏差的显著性校验方法,实现了装配准确度的校验.应用实例的结果表明,该方法能够从历史数据得到统计推断性结论,目标是改进装配工艺,指导容差分配,形成装配知识,提高飞机装配的准确度.     

基于模型设计的飞机装配检测技术分析

基于模型设计(Model Based Design,MBD)已经广泛地应用于民用飞机产业,与之相适应的装配检测技术也被研究和应用.分析了国内外数字化装配技术应用的方向和特征,提出了适用于数字化装配过程的检测技术在飞机装配工艺分析、检测设备比较的工程应用方案.提出了工程应用方案中数字化检测清单、大部件测量技术、大部件测量技术的应用要素.     

基于公差图的飞机部件交点装配数字化协调方法

为适应数字化协调和坐标点数字化测量设备在飞机装配中的广泛应用,以飞机部件交点装配为研究对象,提出基于公差图的飞机部件交点装配数字化协调方法。首先,将装配特征几何要素映射为欧氏空间中的点,建立特征公差域与公差图之间的映射关系,将特征几何要素变动映射为欧氏空间中的公差图。再对公差图进行降维,以获得特征几何要素变动的2维和3维空间域。然后,针对部件交点装配的协调要求,构建各交点轴线的公差图,用同一基本单形统一表示各交点轴线的公差图。接着,利用闵可夫斯基和方法对统一后的公差图进行累积,得到协调要素的累积公差图。并依据累积公差图和交点轴线公差图的几何关系进行公差累积与分配。最后,以叉耳式机身—机翼交点对接装配为例进行公差分析。应用实例表明,该方法直接以点空间坐标作为误差累积和公差分配的对象,可满足面向点测量模式的数字化装配容差控制需要,为部件交点装配数字化协调提供了一种新途径。     

基于Metrascan与激光雷达融合的飞机外形数字化测量方法研究

为高精度、高效率地实现飞机数字化测量,提出了一种融合Metrascan和激光雷达这两种先进测量技术优势的数字化测量方法,以精度较高的激光雷达坐标系作为基准转换坐标系,提高了Metrascan的大尺寸测量精度。针对飞机外形特征及测量设备的不同性能,建立了飞机外形数字化测量模型,以及激光雷达与Metrascan检测不确定度模型,并结合激光雷达在实际测量中的可达性情况对测量网络的精度进行了仿真分析。最后通过对某型飞机的多次测量,验证了基于Metrascan与激光雷达融合的飞机外形数字化测量方法可高精度、高效率地实现飞机外形数字化测量。     

基于模型的飞机部件数字化检验技术研究

随着MBD技术在飞机研制过程中的广泛应用,MBD模型逐渐成为产品设计、制造、检验、维修等环节的唯一依据。但目前各主机厂所采用的检验方法和手段仍然比较落后,无法适应技术发展的需要。介绍了利用激光测距进行基于模型的飞机部件数字化检验的检验方法,给出了飞机部件数字化检验流程以及数字化检验的关键业务环节,包括检验模型的创建、测量场的构建和检验数据处理,最后给出相应的应用案例,为基于模型的飞机部件数字化检验提供指导。     

基于数字化测量技术的装配阶差间隙预测方法

提出了基于数字化测量技术的装配阶差间隙预测方法,并以舱门-门框装配为例进行了详细阐述.首先介绍了摄影扫描组合测量方法的原理及测量流程;接着以飞机舱门装配为例,从约束关系建立、位姿调整和阶差间隙求解3个方面详细阐述了数据分析步骤;最后以某型飞机舱门试验件为验证对象,对装配阶差间隙值进行了预测分析,并将预测值与装配后的实测...     

基于CATIA的飞机部件虚拟装配质量预评估技术研究

随着"工业4.0"时代的到来和虚拟装配技术的发展,数字化生产和装配越来越多的应用在飞机部件装配和对接过程中。通过对CATIA进行二次开发,提出一种部件装配质量可视化预评估技术。先对部件进行数字化测量,再通过坐标系转换及三维求交法给出干涉分析,预估实际装配过程中可能出现的装配问题,使装配人员在装配前及时发现和解决问题,提高生产效率。