面向制造的复杂光学遥感器全三维设计

文章以数字化技术为依托,针对复杂空间光学遥感器传统研制模式存在的具体问题,利用基于模型的设计制造信息化技术,介绍了一种面向制造的光学遥感器三维数字化设计方法,通过对三维设计软件定制开发,搭建了一套用于光学遥感器数字化设计的系统。文章详细地介绍了遥感器数字化设计的具体流程和数字化模型体系,规定了光学、结构、热控、总体等多专业数字化接口定义原则及数字化设计的分工。经型号应用验证表明:使用面向光学遥感器的全三维的数字化设计系统可以有效提升光学遥感器研制效率。该方法是复杂光学遥感器研制能力提升的一个重要手段。     

基于样条曲线法的柔性电缆长度设计

电缆设计好坏逐渐成为复杂机电产品装配质量的关键因素,但是由于其复杂的大变形特性,在布线设计中极易造成电缆长度设计的不合理。针对这一问题,提出一种基于样条曲线拟合思想的电缆长度快速设计方法。首先基于电气连接图给出的电缆布线关键点位置信息,结合三次多项式样条曲线拟合方法建立电缆中心线的形态。然后,结合弧长积分和梯形数值积分方法,在Visual Studio环境下开发了电缆长度积分模块。最后,以一电缆束布置为案例,验证了电缆长度设计方法的可行性。结果表明,所提出的电缆长度设计方法简单有效,为电缆的数字化设计与装配奠定了良好的技术基础。     

老挝一号卫星推进舱数字化三维模型下厂

<正>目标明确,重在落实。中国航天科技集团公司召开2014年度工作会之后,集团公司各单位迅速贯彻落实工作会决策部署。近日,作为集团公司五院通信卫星数字化研制的试点型号,老挝一号卫星成功实现推进舱数字化三维模型下厂,为通信卫星2014年数字化研制工作赢得良好开局。     

载人航天器数字化设计管理模式

为提高载人航天器的设计和管理效率,在分析传统设计管理模式局限性的基础上,系统地提出了载人航天器数字化设计管理模式,建立了协同设计平台,探索了基于三维模型的技术状态管理模式和三维模型的受控模式,形成了三维模型直接下厂的制造模式和装配模式。管路、电缆、直属件等产品的实际应用效果表明:载人航天器数字化设计管理模式可以有效地降低差错率,提高设计效率。     

航天光学遥感器线缆模块化设计方法

航天光学遥感器因其光机结构复杂、装调精密、尺寸稳定性要求高等特点,给总体装配带来了更高的要求与难度。文章通过对遥感器总装布线过程的可装配性难、可维修性差等问题进行分析,提出了面向产品装配的遥感器主体线缆模块化设计思路,采用转接电缆布线的设计方案,并归纳了转接电缆的设计工艺性要求、工艺参数和实施途径。经某型号红外相机使用验证,结果表明:该方法提升了总装与测试效率,可为遥感器总体设计人员的具体实施提供一定的借鉴。     

面向在轨服务的可重构细胞卫星关键技术与展望

为解决传统航天器设计模式所面临挑战,本文分析了当前航天器设计的技术现状和体系结构不能满足在轨服务要求等突出问题。以“凤凰重生”的设想为代表,提出了面向在轨装配任务的可重构细胞卫星技术,分析了细胞卫星的内涵和结构及接口设计理念。针对面向空间装配的在轨服务所面临的挑战,提出了可重构细胞星的关键技术,包括构型优化、信息融合、多细胞结构的控制和针对精细装配的空间遥操作等。最后针对我国的技术现状,提出了我国开展细胞卫星研究所需解决的问题和未来发展建议。     

文昌发射场通信卫星塔架电缆设计方案及测试验证

海南文昌发射场的高温、高湿、盐雾等环境问题给通信卫星塔架电缆设计提出挑战。为此，文章在借鉴西昌发射场塔架电缆设计的基础上，提出塔架电缆由A1段、A2段和B段3个电缆分支组成；继而针对文昌发射场环境特点详述了塔架电缆在设计、铺设和使用方面关键点；最后对塔架电缆进行了测试验证，给出了测试内容和注意事项。所设计的塔架电缆已在3颗通信卫星正样星上得到验证，测试流程已基本固化，并形成了相应的操作性文件。     

采用MBD技术的液体火箭发动机三维模型设计

采用MBD(Model Based Definition)技术,以Pro/E和Intralink为协同设计平台,首次实现了液体火箭发动机的全三维数字化模型设计。通过将设计、工艺、材料和制造等相关信息包含在三维模型中,并将三维模型电子分发下厂,实现了用MBD模型完全取代传统研制模式中的二维图纸;同时基于MBD模型实现了三维仿真和装配过程分析,减少了方案反复。结果表明采用MBD技术的三维模型设计可显著提高产品研制效率,并为三维数字化制造奠定了坚实基础。     

液体火箭发动机协同设计平台关键技术

针对液体火箭发动机协同设计工程实际需求,围绕研制数据高效流转与协同,面向产品全生命周期跨地域、跨专业特点,提出了协同设计平台框架。针对协同平台中的5项关键技术,给出了相应解决途径。基于PLM系统构建协同环境,建立统一编码,整合研制过程中的标准件、原材料等共性基础数据;通过基于MBD的三维结构设计,采用MBSE理念,以模型为载体升级发动机设计流程;采用线上IPT模式提升产品设计效率,同时实现全过程数据记录知识累积。采用BOM结构组织和展示不同设计阶段形成的数据;基于Hadoop平台分布式数据存储模式,实现结构化和非结构化数据综合管理。通过工程实践验证表明,构建的协同平台实现了基于数字化模型的设计工艺定制化协同,科研生产全过程的信息整合和多维度监控,促进了业务流程持续优化和研制效率不断提升,支撑发动机研制模式的转型升级。     

面向装配单元的工艺路线规划方法研究

提出了一种面向装配单元的工艺路线规划方法,以装配工艺约束为优先对产品进行装配单元划分,以装配单元作为工艺数据组织基础,通过建立装配流程视图、工艺文档视图和装配单元视图以及多视图关联关系,实现设计、工艺、生产等相关信息集成。最后通过在某火箭实际总装现场的应用,验证了该方法的有效性。     

面向智能装配的航天复杂产品结构设计标准研究

智能制造技术能够有效解决航天复杂产品现阶段面临的产能不足、质量管控难度大等问题。以航天复杂产品为对象,开展面向智能装配的结构设计标准研究,在国内外智能制造研究与应用情况调研的基础上,提出面向机器人作业进行产品结构设计时的若干要求,以指导航天复杂产品的结构设计工作。     

通信卫星载荷舱设备半物理仿真测温优化方法

针对通信卫星载荷舱设备温度测量,提出一种基于载荷舱热控边界设置有限测温点与地面数据(热试验或热分析)挖掘结合的半物理仿真测温方法,用以替代设备设置测温点直接物理遥测的传统测温方式,实现载荷舱测温点使用数量的优化减配。该测温优化方法在"东方红四号"平台卫星上得到验证——与传统测温方式相比,载荷舱测温点数量减少70%以上,减重约6 kg,载荷舱测温系统的工程设计及研制费效比降低70%以上。     

大型载人航天器电缆网铺设工艺优化方法探究

以某大型载人航天器的电缆铺设工作为背景,针对电缆数量庞大、分支繁多、布局复杂的情况,在现行的三维模型指导总装的模式下,运用三维虚拟仿真技术和信息提取与模型二次开发的手段,提出了一种电缆网铺设工艺优化的思路和方法,用以降低复杂电缆网铺设工作的难度,提高铺设效率,可以为大型复杂航天器电缆铺设工作提供借鉴。     

基于NSGA-II算法的航天产品装配公差多目标优化

针对航天产品装配公差优化设计问题,提出一种引入装配成本的多目标优化方案。在考虑航天产品装配过程中成功率低、成本高问题的基础上,建立基于产品成本及质量损失的装配公差的多目标优化数学模型,利用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),以装配功能要求和加工能力为约束条件,对装配公差进行优化求解,得到Pareto最优解集。以某空间站某型号组件为例,验证了该优化方法的有效性。通过建立归一化权重目标函数,获得优化的各组成环装配公差,利用该公差进行组件加工装配,提高了装配成功率,降低了产品加工成本及质量损失。     

卫星矩阵式电缆机电联合优化设计

针对目前矩阵式电缆设计周期长、质量相对较大、长度难以估算的问题,文章提出了机电联合的设计方法。该方法包含模型建立、长度评估和优化算法3部分。首先,通过接口电路建模和轻量化三维路径建模,将图形化设计与参数化设计相结合;其次,通过梳理各分支点之间的数学逻辑关系,实现了电缆长度即时估算;最后,针对接点分配设计环节,提出一种自动迭代优化设计算法,进一步提高了设计效率和品质,并对影响算法复杂度的因素进行了分析。以某卫星为例,对优化设计方法进行了验证。结果表明:此方法可以有效缩短设计周期,并且电缆长度较优化前减少约8%。     

高精度准光天线装配校准测量技术研究

高精度准光天线尺寸小、部件多、结构紧凑且复杂,工作频率达到数百赫兹以上,这些特点对天线的装配校准和测量提出了高精度、高效率和高可靠的需求.基于此,针对天线装配校准过程提出了一种统一基准定位装配技术,实现了天线反射镜、馈源喇叭、频选和线栅等部件的高精度可靠装配,并降低了最终装配累积误差的影响,同时针对测量过程,提出了一种基于激光测量和数模比对技术建立虚拟基准用于高精度天线多部件形状位姿等装配精度测量的新技术.解决了目前高精度准光天线各部件装配精度测量的难题,提高了准光天线装配校准测量的精度和效率,对后续相关类型天线的高精度装配校准和测量具有重要的指导意义.     

航天复杂产品智能化装配技术应用研究

针对航天复杂产品多品种、小批量的特点,提出了一种基于搬运机器人与柔性功能点的智能化装配生产模式,通过工位功能的柔性集成技术实现设备动态重用与装配工艺兼容。同时,以空气舵为应用验证对象,进行空气舵智能化装配技术研究。结果表明,通过工业机器人、柔性工装及末端执行器协作能够实现空气舵装配所需的复杂装配路径,基于视觉识别技术进行的精度补偿和装配结果确认能有效保证产品质量,为航天复杂产品装配生产提供了新型解决方案。     

多参量在线反馈的大型筒体-端框精确对装方法

针对几何尺寸大、结构刚度小、误差终端累积效应显著等制造特征引起的大型筒体-端框对接装配问题,提出一种基于过程参量在线反馈的精确对装新方法,设计筒体和端框的圆跳动、对装缝隙等多参量同步在线测量方案,研制多传感组合测量装置,并将其集成于对装系统,从而优化对装工艺,提高对装效率和精度稳定性。经检测,采用所提出的方法,大尺寸复合材料筒体与铝合金端框对装缝隙误差可有效控制在0.15mm范围内,满足对装精度要求,验证了所研制的多参量在线测量系统对提高对装精度的有效性。     

航天器信息流数字化协同设计方法

目前航天器设计需求越来越复杂,参与设计方接口越来越多,导致传统的依靠独立串行、手工撰写方式完成的航天器信息流设计方法无法满足现代航天器设计要求。为此,文章提出基于网络的信息流数字化协同设计系统架构。通过在多个领域航天器建造过程中的推广应用表明:该方法能够有效提升航天器研制效率,在保证质量的同时减少研制成本,其实现方法和经验可为同类复杂、现代化工业制造系统的跨网络协同设计提供参考。     

典型装配工艺模块化的应用研究

航天器类产品具有派生型号多、生产批量小等特点,因而存在工艺设计重复工作量大、效率低等问题。研究了基于典型工艺模块化的参数化工艺设计方法。通过合理选择装配单元划分特征,给出了有效的典型装配单元划分及鉴别方案,提出了基于典型工艺应用规划装配流程的方法,并以“天宫一号”热控多层组件制作为实例进行了应用过程分析。在“天宫一号”总装工艺设计过程应用的实际效果证明该方法切实可行,能够提高工艺设计效率。