可重构柔性多点模具蒙皮拉形工艺设计系统

针对可重构柔性多点模具蒙皮数字化拉形中的钉柱高度计算和工艺设计问题,开发了可重构柔性多点模具蒙皮拉形工艺设计系统.给出了系统的功能模块和体系结构,研究了曲面空间定位、模面补充、钉柱调形高度计算、毛料尺寸及拉形轨迹计算等关键技术和相关算法.在CATIA环境下,采用组件应用架构二次开发技术,实现了系统的开发.通过对实际蒙皮零件的分析和计算,验证了系统的实用性和有效性.     

数控蒙皮拉形试验机系统开发与应用研究

拉形是飞机蒙皮成形的主要方式之一,为研究蒙皮零件在拉形过程中的变形行为,自行研制开发了1000KN数控蒙皮拉形试验机系统.系统采用电液伺服技术,实现了夹钳的水平转动、俯仰、拉伸动作,工作台可以形成任意角度上顶,能够完成飞机蒙皮零件成形所需的拉形轨迹.试验结果表明,系统具有较高的精度,符合大多数蒙皮零件的拉形试验要求,为开展蒙皮拉形过程控制和工艺研究提供了试验保障.     

数控蒙皮拉形试验机系统开发与应用研究

拉形是飞机蒙皮成形的主要方式之一，为研究蒙皮零件在拉形过程中的变形行为，自行研制开发了1000KN数控蒙皮拉形试验机系统。系统采用电液伺服技术，实现了夹钳的水平转动、俯仰、拉伸动作，工作台可以形成任意角度上顶，能够完成飞机蒙皮零件成形所需的拉形轨迹。试验结果表明，系统具有较高的精度。符合大多数蒙皮零件的拉形试验要求，为开展蒙皮拉形过程控制和工艺研究提供了试验保障。     

基于元模型重用技术的蒙皮拉形模具优化设计

针对目前航空钣金制造中,飞机蒙皮零件设计制造存在的多次重复建立系统模型问题,提出了一种基于元模型和重用技术的几何/分析模型全信息相关的设计方法。首先在ABAQUS中对蒙皮拉伸成形工艺和模具拓扑优化过程进行仿真模拟,分析结果文件并生成设计分析流;再综合比较系统模型的信息及特点,对元模型关键参数进行特征提取和操作分析,并将重用信息分别映射至三维模型和仿真模型,实现对元模型的多次调用。以某飞机蒙皮拉形模具CAD/CAE设计系统为例,分析了系统的设计框架和零件模型的构建模式,利用CAA语言和Python脚本开发出可应用于成形仿真模拟和模具拓扑优化的通用化程序,实现了面向设计模式重用的系统集成开发。     

飞机蒙皮拉形模拓扑优化设计

将拓扑优化技术应用于大型飞机蒙皮拉形模的轻量化问题,可以解决传统拉形模设计中刚度与重量之间的矛盾。应用ABAQUS软件进行蒙皮拉形的非线性数值模拟,可以获取拉形模工作面的载荷数据。根据载荷数据选取的典型工况及给定的材料属性、约束条件等进行拓扑优化,将得到的拓扑优化结果进行模型重构,再对重构后的模型进行蒙皮拉形仿真,以验证模具的各项设计指标是否符合要求。以某型拉形模为例进行拓扑优化,并与传统设计的模具相比较,结果证明在同体分比的情况下,拓扑优化设计显著减小了模具的最大变形值和应力值。     

蒙皮柔性夹持数控切边的有限元分析方法及系统开发

基于可重构柔性工装的蒙皮数控切边技术属于新一代蒙皮数字化制造工艺,保证工艺系统刚度是该技术实际应用的难点之一。为了校验切边过程的稳定性,利用单元生死技术实现了蒙皮切边过程的有限元仿真,并基于ABAQUS平台开发了切边数值模拟分析系统,预测切边轨迹的振动情况。为了给仿真分析提供精确的铣削力,结合铣削力理论模型和铣削力试验,建立了航空铝合金蒙皮材料2024-T3的铣削力预测模型。最后给出了仿真分析实例,结果表明,该系统可以预测柔性夹持下的蒙皮切边过程的应力、振动,能为蒙皮数控切边技术的生产实际应用提供技术保障。     

蒙皮镜像铣切系统及先进制造工艺的应用

针对飞机蒙皮零件传统工艺方法无法满足精确制造和绿色制造的需求,对数铣替代化铣的飞机蒙皮厚度精确加工技术进行研究,采用集蒙皮切边、开口、制孔和厚度精确加工于一体的蒙皮镜像铣切系统,实现了飞机蒙皮的精确制造.介绍了国内首台蒙皮镜像铣切设备的系统工作原理及应用状况,对比分析了传统工艺方法与蒙皮镜像铣切系统先进制造工艺及数字化柔性工装技术的优势.通过实际应用验证:蒙皮一体化加工技术的应用使我国航空制造技术迈入了飞机蒙皮精确一体化制造领域,推动了我国航空制造技术的发展.     

数字化环境下的拉形模制造

拉形模是成形飞机蒙皮的重要工艺装备。本文通过对拉形模传统制造工艺方法与现代制造工艺方法的比较,探讨了数字化环境下拉形模的设计和制造工艺以及新材料的应用情况。     

飞机蒙皮拉形加载轨迹研究

蒙皮拉形工艺的先进程度是衡量一个国家飞机制造能力和水平的重要标志之一,然而加载轨迹决定着飞机蒙皮拉形成形质量的优劣。基于ANSYS/LS-DYNA有限元仿真软件对某单凸双曲率蒙皮拉形进行拉形仿真,对模具的最大截面采用应变控制的方法,结合实际生产过程中拉形机的运动状态,对飞机蒙皮拉形数值模拟中夹钳区域的加载轨迹进行了初步研究。此外,考虑到蒙皮拉形常见的缺陷及影响因素,分析了最优化理论结合仿真模拟优化工艺参数的重要性。对蒙皮拉形过程模拟仿真,实现"虚拟试拉",以便对其加载轨迹进行优化设计,避免盲目的试拉工作,节约材料,降低研发成本,缩短研发周期,提高飞机蒙皮拉形质量和生产效率。     

打通数据利用瓶颈

近年来,飞机设计制造技术发生了根本性的变革,采用模线样板、标准样件、零件成形模具与装配型架的模拟量传递体系的传统飞机设计制造方法已向数字化样机、数字化预装配、数控加工、数字化检测的数字量传递体系转型.     

模块化的可重构制造系统研究

随着市场经济全球化的发展,可重构制造系统必将成为未来制造系统发展的新趋势,而可重构制造系统这个概念的提出是源于模块化机床和开放式体系结构控制器两种技术的日臻成熟。在分析了可重构制造系统和刚性制造系统、柔性制造系统区别的基础上,针对可重构制造系统的模块化特点及划分原则进行了详细分析,并对可重构制造系统的关键技术进行了研究。     

Distributed flexible reconfigurable condition monitoring and diagnosis technology

As manufacturing becomes increasingly decentralized, flexible and reconfigurable, more research needs to be done on monitoring and diagnosis technology that accommodate these new trends. The distributed condition monitoring and diagnosis technology based on the “flexible and reconfigurable” concept is studied here. A condition monitoring diagnosis model based on the distributed flexible and reconfigurable idea is proposed in this paper. The component makeup and functions of this model are discussed in detail. The model can fulfill in most instances the manufacturing system requirements for changing the configuration of the monitoring diagnosis system according to different manufacturing system configurations. This model also realizes the flexibility and reconfigurability of the monitoring diagnosis system in some degree. The model has already spawned a successful prototype for monitoring a chemical plant in accomplishing monitoring and control of the production process and equipment. Finally, some future research work is pointed out. __________ Translated from Chin. J. Mech. Eng., 2004, 40 (3) (in Chinese)     

基于CIMS和Petri网的SMT产品柔性数字化制造系统研究

目前,随着数字化制造技术的飞速发展,电子产品制造系统的柔性化、数字化是大势所趋.数字化制造技术已经成为先进制造技术的核心技术.在CIMS(Computer Integrated ManufacturingSystem:计算机集成制造系统)的环境下,介绍产品数字化制造系统的框架及其特点.基于Petri网构建产品的制造系统,以SMT产品制造系统为对象,探讨了基于Petri网调度的SMT产品柔性数字化制造系统的可行性,并给出了相关优化建议.     

制造系统分布式柔性可重组状态监测与诊断技术研究

随着制造系统的分散化、柔性化与快速重组技术发展,研究与之相适应的具有分步式柔性可重组特性的状态监测与诊断技术具有重要意义。研究如何运用“柔性可重组”思想构建分布式柔性可重组状态监测与诊断系统,建立了系统的硬件及软件模型,重点分析了模型中各部分的功能与结构。     

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。     

可重构装配线管理系统研究

可重构装配线的设计与管理作为可重构制造系统级研究的关键内容,是引导可重构制造系统深入研究和广泛应用的重要途径,为了满足对可重构装配线管理的要求,提出了基于CORBA分布式对象技术和多Agent技术的可重构装配线管理系统的体系结构,并设计了系统的功能模块。最后给出了基于CORBA的可重构线管理系统集成框架及系统的具体实现。该系统为企业实现装配线的重构、平衡、调度及评价提供一个很好的控制与管理平台,增强企业的灵活性和适应性,提高企业的竞争能力。     

智能可重构汽车变速器装配生产线制造系统研究

围绕汽车变速器产品族装配线制造系统的柔性与重构问题,应用面向生产线重构的产品族装配工艺规划与重构装配线设计集成方法,提出可重构装配线的“主干线”设计思想。在对产品族基于功能实体识别的工艺规划基础上设计出“主干线”的柔性结构及系统的可重构实现机理。最后应用多智能制造思想构建了重构装配线的智能体系结构。该方法为提高实际装配线制造系统的柔性提供了有效技术手段。     

基于 CPS 的可重构制造系统在互联工厂的应用

为了解决个性化定制与大规模生产的矛盾,应用 CPS 技术和模块化制造单元,建立了完整的可重构制造系统,实现大规模个性化定制产品生产流程的高效协同。在研究了面向大规模个性化定制可重构系统特性的基础上,构建了基于 CPS 的可重构制造系统架构,研究了可重构系统的关键核心技术。建立的系统可以将生产制造的复杂行为转换为实际数据信息,通过重构分析、智能决策和动态优化调整模块化制造单元,使整个生产环节的制造资源处于有序可控状态。通过在互联工厂展开应用落地验证,结果表明了该系统的可行性和有效性。     

飞机数字化柔性工装技术研究

中国工装设计制造水平低,已成为飞机快速研制及批量生产的瓶颈.分析了目前中国飞机装配中存在的问题,总结了国外飞机先进数字化柔性工装的研究及应用现状,综述了虚拟装配、柔性工装、数控钻铆、激光跟踪等数字化装配