基于2D激光扫描的基准检测技术研究

在机器人自动制孔系统中,基准孔检测的准确性会直接影响整个机器人制孔过程的位置精度。为获取基准孔孔位准确信息,采用激光扫描的方式对基准孔进行检测。设计了2D线激光扫描在基准平面内点云的三维转化方法,通过分析基准孔在扫描仪坐标系下点云的分布特点,提出了一种基于坐标差值的基准孔边界提取算法。通过设定相邻点云在线激光扫描仪坐标系下z轴的坐标差值获取边界点,实验验证该算法能有效地去除点云中的噪声点,获取准确的基准孔边缘特征信息,进而得到准确的基准孔孔位信息。     

基于光纤应变传感器的型架定位器位置检测方法研究

针对飞机装配过程中型架定位器的位置变化,提出一种基于光纤应变传感器的定位器位置检测方法。通过光纤应变传感器对型架主体及定位器组件关键特征区域的应变和定位器位置变化量进行实时采集,对采集的数据进行分析和处理,采用BP（back propagation,反向传播）神经网络建立飞机型架不同区域应变量与定位器位置变化量之间的数学模型。在某型工艺装备上搭建型架定位器位置检测试验平台,根据试验数据分别建立了定位器在平面及空间范围受载下的位置检测神经网络模型。试验结果表明：当神经网络样本数量一定时,模型对定位器位置的预测精度与加载偏移角度有关,偏移角度越小,加载覆盖率越高,模型的预测精度越高。其中,平面内以30°间隔、空间以45°间隔加载时,建立的神经网络模型对定位器位置的预测精度满足定位要求,验证了本文方法的可行性。该方法摈弃了用数字化设备直接测量的传统方式,弥补了因视线遮挡而造成个别定位器位置无法被检测的缺陷,能对装配过程中所有定位器的位置进行检测,解决定位器位置偏差过大造成的飞机部件检测质量差的问题,提升了飞机的装配质量。     

基于CATIA CAA二次开发的MBD数模信息对称技术研究与应用

针对三维设计软件CATIA V5镜像对称功能实体对称后基于模型定义(Model Based Definition, MBD)的数模信息(包括零件属性与图形集)丢失的问题,基于CATIA CAA二次开发平台,结合递归遍历算法,以微软VC++2005作为编程工具,通过对组件应用架构(Component Application Architecture, CAA)二次开发技术的研究,给出一种零件结构信息快速对称的方法,成功实现对称件零/部件属性(包括零件实例名称、编号、版本、定义、术语、数量、类型和图号等)与图形集注释信息的批量提取与创建,并进行实例应用验证,完成对称件MBD数模信息的对称,极大地提高了对称件的设计效率。     

坐标测量机测量点通用可达性分析方法

坐标测量机接触式点位测量必须事先分析测量点的可达性以免测量时发生碰撞,并给出测量点的可达方向,为测量方向选择提供基础。对于目前常见的各种类型探针,论文提出了一种通用的测量点可达性分析方法。由用户交互建立任意类型的探针和测头等测量机部件的简化模型,可达性分析首先根据探针类型快速排除不可达方向,然后通过计算测量机部件与工件、夹具等障碍物的最小距离精确判断测量点在各个测量方向下的静态可达性和动态可达性,由此可得到测量点的全部可达方向。在可达性分析中对障碍物进行了离散化处理,因此,该方法适用于任意复杂程度的零件。     

基于自定义特征的飞机结构件智能检测规划技术

飞机结构件常用坐标测量机检测形状特征的加工质量。为了满足飞机结构件需要检测复杂形状特征以及便于拓展形状特征检测范围的迫切需求,研究了独立于形状特征类型的特征定义框架及统一的特征识别算法;提出了检测知识驱动的测量点智能分布方法;设计了结合聚类和改进模拟退火算法的测量方向优化算法;实现了基于自定义特征及检测知识的智能检测规划。该技术已在多个重大航空产品的研制中得到应用,显著提升了飞机结构件检测规划的效率和智能化水平。     

坐标测量机测量点通用可达性分析方法

坐标测量机接触式点位测量必须事先分析测量点的可达性以免测量时发生 碰撞,并给出测量点的可达方向,为测量方向选择提供基础。对于目前常见的各种类型探针, 论文提出了一种通用的测量点可达性分析方法。由用户交互建立任意类型的探针和测头等测 量机部件的简化模型,可达性分析首先根据探针类型快速排除不可达方向,然后通过计算测 量机部件与工件、夹具等障碍物的最小距离精确判断测量点在各个测量方向下的静态可达性 和动态可达性,由此可得到测量点的全部可达方向。在可达性分析中对障碍物进行了离散化 处理,因此,该方法适用于任意复杂程度的零件。     

装配机器人加工站位设置混合优化算法

为了降低生产成本,提高生产效率,装配机器人开展加工作业需要优化设置加 工站位以减少机器人数量或机器人转换加工站位的次数。提出一种结合聚类算法与模拟退 火算法的加工站位设置混合优化算法。首先通过聚类算法合并可在相同站位下加工的加工 对象以减小问题规模,然后采用多解并行搜索模拟退火算法优化选择加工全部加工对象所 需的最少加工站位。实际测试表明该算法能够在显著改善优化结果的同时大幅提高算法收 敛的速度。     

基于集成光纤传感器的工装状态监控技术研究

在飞机装配过程中,大型工装的状态变化主要受温度和负载影响。分析光纤传感器的传光特性,设计一种具有温度和应变采集功能的集成光纤传感器,提出一种基于集成光纤传感器的工装状态监控方法。采用PSO-BP算法建立温度、应变和工装定位器位置变化之间的数学模型,实现对工装定位器位置变化的监控。通过单独对光纤应变传感器采集数据进行分析,提出一种应变参数标定方法,标定后通过检测应变实现对工装定位器的三维负载监控。在某型工装上搭建试验平台,标定后传感器的检测精度在±2 N以内,满足使用要求,验证了此方法的可行性。