基于可重构柔性工装夹持的飞机蒙皮数控切边关键技术及发展

飞机蒙皮作为构成飞机气动外形的关键零件,其外形复杂,尺寸范围变化大,刚度低,而且生产批量小[1].传统制造方法是,蒙皮固定在切边模上,工人手工操作切割设备根据样板进行切边,工作劳动强度大,切边精度低.     

机身部件柔性装配数字化测量技术应用

随着航空制造技术的不断发展,我国现代飞机的装配工艺正由传统的模线模板、刚性工装等模拟量传递协调的方法向柔性装配的数字量传递的方法转变.数字化、自动化和信息化已经成为飞机装配的主流趋势.在"十一五"期间,各大主机厂、航空院校和研究所充分发挥产学研模式的优势,对数字化柔性装配技术进行了深入研究和应用,在飞机壁板类组件级柔性装配和大部件对接柔性装配方面取得了部分成果,有了比较成熟的应用,基于激光跟踪仪的数字化测量技术已经普遍应用于各主机厂[1-3].     

面向可重构柔性多点模具的蒙皮数控拉形技术应用系统

蒙皮是构成飞机气动外形的关键零件,具有尺寸大、品种多、外形复杂、生产批量小等特点.蒙皮主要采用实体模具拉形工艺成形,其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.     

直线度平面度测量平差的研究

为了减小节距法测量直线度和平面度时原始数据的不确定性误差 ,采用最小二乘平差理论解决了直线度测量平差的理论问题 ,并对平面度测量平差的方案进行了对比分析。通过大量实验验证了平差方法的有效性。对平直度测量标准的制定以及提高工程检测准确度有实际应用意义。     

可重构柔性多点模具蒙皮拉形模面补偿算法

针对单曲形蒙皮零件,建立了有限元数值模拟的离散模型和等效模型,通过对成形计算时间、垫层变形量和成形零件外形的比较,验证了等效模型的高效性和可靠性.为了消除垫层变形和板料回弹对成形精度的影响,采用有限元等效模型技术,基于位移调整法,提出了先进行板料回弹补偿再进行垫层变形补偿的模面补偿算法,并应用该算法分别对单曲形和双曲形蒙皮零件进行了拉形模面补偿分析.在得到的补偿模面上进行了单曲形和双曲形蒙皮零件成形试验,采用非接触光学测量系统进行数字化测量后,发现成形零件外形误差均在允许范围(±0.5 mm)之内,满足精度要求,验证了该模面补偿算法的有效性.      

蒙皮柔性夹持数控切边的工艺设计方法

针对可重构柔性工装配合五轴铣床实现蒙皮数控切边这一新技术,进行了工艺设计方法研究.首先介绍了数控可重构柔性工装的定位原理、结构原理以及基准传递协调原理.针对新技术应用中合理布局、精确定位和稳定夹持等3个问题,进行了工艺分析研究.突破了曲面零件装夹姿态定位算法、支撑立柱升程计算、自动化布局设计和装夹过程仿真等关键技术,开发了面向新装备新技术的工艺设计仿真系统.应用任意拉格朗日-欧拉法实现了蒙皮切边过程的有限元仿真,给出了仿真实例.选择某型号飞机镜面蒙皮零件,应用所提出的工艺设计方法进行了工艺试验,对试验结果进行了误差分析,结果表明加工精度满足制造要求.     

车身覆盖件抗凹性试验方法及系统

针对实际汽车车身外覆盖件的特点,建立了其静态抗凹性试验评估方法;并以试验方法为基础,设计开发了覆盖件抗凹性自动化试验机系统.试验机系统通过集成“5个运动轴+1个加载轴”,保证了加载压头的空间调整能力和可靠加载;基于可编程多轴运动控制器（PMAC,Programmable Multi-Axis motion Controller）,通过建立“PC+运动控制器”的控制系统并开发相应的软件系统,实现了对6轴试验机系统运动调整及加载的精确控制;利用近似方法,求解了覆盖件上试验点的法向矢量,并基于机器人运动学原理计算了试验机加载压头由初始位置调整到试验点法方向的运动参数,实现了加载压头的自动法向调整.通过对试验机进行计量并应用,表明试验机系统稳定可靠.      

飞机壁板类组件数字化装配柔性工装技术及应用

柔性工装技术是基于产品数字量尺寸协调体系的可重组的模块化、自动化装配工装技术,其目的是免除设计和制造各种零部件(如壁板类、翼梁类组件,机翼、机身部件等)装配的专用固定型架、夹具,可降低工装制造成本、缩短工装准备周期、减少生产用地,同时大幅度提高装配生产率。     

飞机数字化装配柔性工装的低成本化

数字化柔性工装是现代飞机装配中工装的主要形式。柔性工装通过其硬件系统和软件系统,实现了工装的自动柔性重构功能。但柔性工装的功能特点使得其制造成本相对较高。基于现代飞机精益制造要求,通过研究柔性工装的构成和特点,从工装硬件系统入手,提出降低柔性工装成本的方法。在此基础上,进一步研究基于零件关键特征不用工装直接装配的方法,阐述关键特征设计需考虑的因素及其关系。通过开展柔性工装的低成本化研究,为国内深入研究应用柔性工装提供技术支持。