飞机智能化装配技术研究

大型飞机的研制是国家提高自主创新能力的战略重点。为了提高飞机装配质量与生产效率,采用智能装配技术是必然的发展趋势。回顾了智能制造的概念和发展历程,分析了飞机智能化装配所具有的智能感知、实时分析、自主决策和准确执行等四大技术特征,诠释了飞机智能化装配所涉及的产品设计、工艺设计、工装设计和虚拟仿真等4个环节的关键技术,以及构建飞机智能化装配生产单元所涉及的关键技术,对我国飞机制造业智能化发展具有一定指导意义。     

支线飞机虚拟装配技术的研究

阐述了虚拟装配技术的原理和过程,以支线飞机为对象,进行虚拟装配设计,并进行相应的数据输入、装配设计和装配验证,产生装配顺序与装配路径,制作装配动画,输出装配工艺,成功地在计算机虚拟环境中完成了支线飞机的虚拟装配过程。     

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.     

飞机虚拟装配技术应用及发展趋势分析

随着工业的发展,大型机械装备的设计、制造,尤其航空航天、军事装备领域发展较为迅速。大型装备的设计与生产带来的问题就是产品结构复杂、装配复杂,导致设计、生产过程经常出现差错。上个世纪80年代虚拟现实的概念提出,促进了大型装备虚拟装配技术的出现并迅速发展。虚拟装配就是充分利用现代信息技术,在虚拟的环境中开展产品设计、产品制造与产品装配,在生产之前完成装配过程,提前发现问题,减小差错。本文针对虚拟装配技术总结了其研究方向和研究重点,并基于工艺为中心的虚拟装配技术开展了飞机后机身模型构建、工艺设计、虚拟装配等工作。结合飞机后机身虚拟装配技术,跟踪后机身零部件生产、实际装配工作,总结和分析了虚拟装配技术在应用方面的问题。针对问题开展了虚拟装配技术发展趋势分析。     

虚拟装配技术在飞机装配中的应用

虚拟装配技术使得飞机装配人员能够影响产品设计,从而减少制造成本并避免由于设计问题影响飞机装配周期和成本。鉴于此,介绍了虚拟装配技术在飞机装配中的应用。在设计成熟度早期阶段,其能发现潜在问题,消除潜在的装配缺陷;在设计成熟度后期阶段,可基于实测模型进行数字化装配,通过对每个装配件的关键特征进行采集、分析,提取装配件的实际关键尺寸,根据虚拟技术进行实测值的预装配,从而提前发现干涉和不协调问题,并分析出最优协调结果,将零件最优装配姿态反映在实际装配中,从而进一步提升装配质量。     

基于装配知识的虚拟手建模与应用

针对目前虚拟现实技术在飞机装配中应用较少,建立了虚拟手的几何模型和运动模型,实现了虚拟手在飞机装配中的交互式应用。结合飞机装配中常用工种建立了位姿知识库,描述了常用工种的装配位姿内容,给出了知识表达的形式,将知识库运用到飞机装配手的位姿构建中。采用基于知识推理策略,实现了与目标工种相匹配的虚拟手位姿的快速推理。最后用实例证明了方法的可行性和精确性。     

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。     

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。     

飞机标准件批量虚拟装配技术研究

飞机产品的设计过程中要大量使用标准件。借助CATIA二次开发及多条件模糊查询技术,主要从装配基体特征信息提取和装配基体特征与标准件分件号的匹配两个方面对标准件批量虚拟装配技术进行阐述,通过深入研究标准件装配设计过程,开发了一个有效、可靠的标准件批量虚拟装配辅助系统。以螺栓的批量虚拟装配为实例,实现了标准件的自动装配以及同一零件号标准件的批量装配,极大地提高了标准件装配设计的效率。     

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关键技术,指出了实现中国飞机数字化装配跨越发展的技术途径。     

会“拼”才能赢——浅述大型飞机先进装配技术发展

大型飞机是一个国家经济、科技、国防实力的综合体现,其装配技术更是军工制造领域的一项关键能力。一般来说,装配在大型飞机生产周期中所占的工作量超过50%(不包括生产准备、工装制造),而且对飞机最终的结构疲劳寿命等至关重要。为了实现迅速、准确、可靠的装配,数字化、自动化、柔性化是波音和空客等大型飞机制造商追求的目标。几十年来,大型飞机装配从软件、测量、工装、机床等各方面发生了突飞猛进的变化,涌现出虚拟装配技术、先进定位技术、先进机械连接技术、部件自动化运输技术、部件自动化对接技术、总装移动生产线技术等一大批实现自动化装配的关键技术。     

虚拟制造技术在飞行器设计中的应用

介绍国内外飞机虚拟制造技术应用实例,从飞行器的虚拟设计、虚拟制造、虚拟装配、虚拟产品性能评估等方面讨论虚拟制造技术在飞行器设计中的应用,分析飞行器虚拟制造的工作过程.     

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。     

飞机机翼前缘与缝翼数字化装配协调技术研究

本文针对飞机机翼前缘与缝翼数字化装配协调技术的研究,将从飞机装配协调方案入手,结合飞机机翼前缘与缝翼数字化装配协调技术的分析,对装配协调方法和技术措施展开论述。最后,本文提出数字化装配协调技术的具体措施。希望通过本文的研究,能为我国飞机部件装配协调技术水平的提高提供参考性建议。     

飞机大部件数字化对接仿真技术研究

本课题提出飞机大部件数字化对接仿真技术,以此提高飞机大部件对接量。研究了大部件装配对接当前位姿与目标位姿的参数求解方法。利用所求参数对大部件实际装配对接过程进行虚拟动态仿真,模拟真实对接状态,通过干涉分析提前预估实际装配过程中可能出现的装配问题,优化对接方案,辅助装配人员在装配之前及时解决问题,减少重复装配次数减轻操作人员的劳动量,提高装配质量与装配效率。     

飞机结构静强度试验虚拟装配与干涉检查技术

地面试验是目前航空结构最重要的一种验证手段，为保障复杂杠杆加载系统在飞机大变形下的安全性，对飞机结构试验系统的虚拟装配技术进行了研究，建立了基于XML的虚拟装配模板，研发了可扩展的试验设备模型库，在CATIA平台下实现了试验加载与支持系统的虚拟装配。提出了一种杠杆加载系统运动平衡方程和迭代求解方法，根据飞机结构仿真变形计算得到各加载步加载设备的空间位置，并采用坐标转换实现加载设备在加载过程中的运动模拟，同时对加载运动过程中多加载通道之间、加载系统与支持系统之间进行碰撞检查。算例表明能够发现碰撞干涉问题，为试验设计与实施提供技术支撑，降低试验风险。     

虚拟现实仿真技术研究与应用

介绍了虚拟现实仿真技术的特点和研究现状,对虚拟装配技术研究中的装配模型创建及多源数据模型转换、装配顺序规划、装配干涉检查及路径规划等方面进行了分析。通过虚拟装配仿真,能够真实地反映实际装配过程中遇到的各种问题,提高装配效率,缩短产品研制周期。围绕数字工厂技术,开展车间工艺布局仿真、生产线虚拟运行和仿真资源库构建技术研究,对生产线配置、物流工具配置和生产能力等方面进行评估优化,提高了车间资源利用率,实现了提高生产效率、节约投资成本的目标。     

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.     

面向生产现场的虚拟装配工艺规划技术

针对生产现场的需求和虚拟装配技术的发展,阐述了虚拟装配技术在装配工艺规划、装配精度预分析、管路与线缆装配及装配现场管理等方面的应用和发展.提出了半沉浸式虚拟装配工艺规划系统的整体思路及实现方法;虚拟环境下的线缆和管路的离散控制点建模及动态布局技术;虚拟环境下的带公差的产品建模方法和装配精度预分析技术.指出虚拟装配工艺规划技术能充分利用人的经验和感知,通过模拟真实装配过程,不仅可实现产品的装配顺序和路径规划,而且也是提高装配精度和装配可靠性问题的有效手段,为提高装配现场现代化管理水平提供了有效途径.