大型飞机装配中的数字化测量系统分析和研究

飞机制造技术迅猛发展,其数字化测量技术在飞机装配中的作用越来越重要,地位越来越凸显.采用数字化测量系统不仅可以大幅度提升现代飞机装配的质量和效率,而且更能适应上层的飞机数字化设计,打通从设计、制造到装配的数字化、一体化流程.     

飞机部件外形三维数字摄影测量技术

现代飞机对轻质、经济、安全和长寿命的追求,对飞机制造、安装精度提出了更高的要求,其中飞机部件外形装配精度在很大程度上决定了飞机的最终质量.传统的飞机部件装配主要依靠工装和工艺补偿来保证零部件之间的协调,依靠模线模板、光学仪器等装备检测外形准确度[1].这些方法精度差、效率低,已不能适应现代飞机发展的需求.国外先进飞机制造公司已经开始大规模将数字化测量系统引入飞机装配中,利用数字化测量系统高精度的测量、控制和分析系统,提升飞机装配精度[2].但现代飞机部件装配现场环境复杂多变,对测量设备的现场适应性、便携性提出了更高的要求,三维数字摄影测量技术作为一种高精度、非接触式测量的数字化测量手段,以其测量现场工作量小,快速、高效和不易受温度变化、振动等外界因素的干扰的优点而被航空航天企业接受.     

数字化仿真测量在飞机装配中的应用

阐述了一种面向飞机装配过程的数字化仿真测量方法,该方法以西门子VSA软件为平台,通过对同轴度及外形轮廓的测量分析,分别介绍了常规测量与仿真测量的测量原理及测量方法,并对两种测量进行分析对比,进而说明了仿真测量具有的特点及优势,在飞机装配中具有一定的实际操作推广价值。     

数字化仿真测量在飞机装配中的应用

阐述了一种面向飞机装配过程的数字化仿真测量方法,该方法以西门子VSA 软件为平台,通过对同轴度及外形轮廓的测量分析,分别介绍了常规测量与仿真测量的测量原理及测量方法,并对两种测量进行分析对比,进而说明了仿真测量具有的特点及优势,在飞机装配中具有一定的实际操作推广价值。     

基于关键测量特性的飞机装配检测数据建模研究

数字化测量辅助飞机装配技术是实现装配关系数字化协调、提高装配精度与效率的关键技术之一。基于数字化测量的装配过程依赖于产品设计、工艺设计、加工与部件装配等多个环节产生的数据,因此,构建统一的数据模型,实现各环节间的数据关联与映射,是实现基于数字化测量的装配过程监测、调控与质量保证的关键。本文首先提出了"关键测量特性"的概念,拟解决产品设计特性、工艺特性向测量特性的映射,并最终转化为关键测量点集;分析了飞机装配中关键测量特性间的几何数据关系,并揭示了其与部件关键装配关系之间的关联,在此基础上构建了以关键测量特性检测数据为节点的飞机装配广义尺寸链;通过对广义尺寸链各节点、组成环及封闭环的数学表达,构建飞机装配过程检测数据模型;讨论了该模型在飞机装配质量控制过程中的应用模式,并以翼身对接为案例,对基于关键测量特性的飞机装配过程检测数据建模过程及应用进行了阐述。     

基于机器人的飞机大型结构三维自动化检测方法

外形数据测量是飞机装配中至关重要的一环。传统模拟量检测无法满足飞机大型结构点的外形测量需求,而单独的数字化测量设备和方法又难以实现大尺寸和复杂结构的测量。构建了由工业机器人和激光跟踪仪组成的自动化扫描系统,研究了飞机大型结构自动化检测方法。根据轨迹规划和仿真的结果,实现机器人扫描系统对大型结构测量,将测量结果与理论数模比较就可以分析大型结构的误差信息,实现对大型结构的检测。     

飞机数字化柔性装配中的数字测量技术

采用基于数字化测量技术的飞机数字化装配测量系统不仅可以大幅度提升现代飞机数字化装配的质量和效率,而且更能适应上层的飞机数字化设计。从而打通从设计、制造到装配的数字化、一体化流程,改变传统的模拟量传递模式。同时,它将带动我国飞机生产模式的深刻变革,有利于实现飞机的先进数字化柔性装配,增强我国航空制造业国际竞争力,必将为我国新一代飞机制造技术赶超国际先进水平做好重要的铺垫。     

飞机装配中的数字化测量系统

阐述了面向飞机装配过程的数字化测量系统相对于传统测量系统具备的特点和优势,对飞机装配中常用数字化测量设备的功能和作用进行了简要介绍,详细论述了数字化测量软件环境的结构框架,研究了测量设备布站规划与仿真、测量点自动搜索跟踪算法、飞机装配测量误差补偿手段以及飞机部件装配质量分析方法。     

数字化测量系统在大部段对接装配中的应用

分析了数字化测量系统的作用和构成,并针对飞机大部件对接,阐述其辅助装配流程,测量数据处理以及测量环境的布置等问题。本研究为数字化测量技术在飞机装配中的工程化应用提供了技术基础。     

数字化测量技术及系统在飞机装配中的应用

数字化测量技术及系统是现代飞机数字化装配技术的重要组成部分.现代飞机装配中通过应用数字化测量技术及系统,不仅保证了飞机装配准确度、提高了生产效率,同时实现了飞机产品从零件设计制造到装配过程的全数字量传递.本文详细研究了当前在飞机装配中应用广泛的几种数字化测量系统:激光跟踪仪测量系统、三维激光扫描测量系统、数字照相测量系...     

飞机装配过程数字化测量技术

自20世纪以来,飞机装配过程中的测量检测技术经历了从“定性检测、事后检验”到“定量测量、实时跟踪”的转变.随着飞机装配向智能化迈进,数字化测量技术已经成为飞机装配过程的重要因素,并不断向“智能测量、反馈控制”的目标发展.本文首先回顾了飞机装配过程中测量检测方法从模拟量到数字量演变的4个阶段.随后,根据数字化测量技术的基本原理和测量目标,从点位坐标测量、形状特征测量和曲面外形测量3大类对当前飞机产品装配过程中主要应用的数字化测量技术进行了归纳总结.     

飞机大部件装配外形数字化组合测量方法

飞机装配部件外形尺寸大、曲面形状复杂,型面测量数据量大。现有的单一测量设备测量精度和效率之间的矛盾突出。为此,构建包含激光跟踪仪、关节臂测量仪和摄影测量的数字化组合测量系统。基于坐标变换将多测量站点的测量信息统一到全局坐标系下,通过测量数据模型与理论模型对比,获得部件外形测量结果,在保证测量精度的条件下,提高型面测量效率。以飞机内襟翼上翼面装配过程外形精度保证为例,验证了所提方法的正确性。     

飞机装配协同测量技术应用

针对飞机装配对大尺度、高精度、多任务和快速测量的需求,介绍了面向飞机数字化装配的测量基准标定、测量设备协同工作模式等方法,阐述了多系统协同测量的技术方案,基于USMN(Unified Spatial Metrology Network)构建包络飞机全尺寸的测量基准网,形成适应飞机装配的多系统协同测量模式,可实现内部隐藏特征、孔位信息、轴线、配合型面、气动外形和间隙阶差的测量,满足了飞机装配的三维数字化测量需求。最后以全机对合测量与大型零部件表面测量为例,验证协同测量的有效性。     

飞机操纵面数字化互换性设计

随着数字化装配技术的逐渐成熟和推广应用,适应数字量传递的互换性设计对于提升飞机操纵面设计效率、稳定装配质量和降低维护成本具有显著的现实意义。以飞机操纵面的互换性设计为研究对象,针对互换性的要求分析设计要点,建立与数字化装配相协调的互换性设计流程;从操纵面的构型特征角度分析互换性设计的结构元素;提出实现操纵面互换性的技术途径,给出相应的参考指标;以某型飞机的副翼为例,对其进行互换性分析和设计,并通过实际装配进行检验。结果表明：操纵面互换性设计流程合理可行,能够满足互换性要求。     

探索智能装配技术,助力大飞机腾飞——访南京航空航天大学机电学院教授黄翔

正黄翔HUANG Xiang南京航空航天大学机电学院教授Professor,College of Mechanical and Electrical Engineering,Nanjing University of AeronauticsAstronautics飞机装配工程研究中心主任Director of the Aircraft Assembly Engineering Research Center教授、博士生导师。从事飞机装配、数字化测量和智能制造等领域的教学和科研工作。近年来,主持国家自然科学基金、"863"重大专项、工信部民机专项、大型客机攻关、航空基金、国家型号工程等科研项目20余项。在飞机装配和数字化测量等领域取得了具有自主知识产权的创新性成果:将数字化测量技术引入飞机制造领域,研发了飞机零部件检测、全机外形和水平测量系统;将数字化测量和飞机装配相结合,开展了基于实测数据的飞机装配,研制了集全向移     

一种基于激光跟踪仪的大飞机外形测绘建模方法

为满足现役飞机进行数字化建模的需求,随着数字化测量技术的发展,使用激光跟踪仪及激光扫描仪进行大尺寸飞机停机状态全机外形测绘建模的工程技术方法已经成为现实.通过对某型飞机进行全机测绘建模的工程实例分析,归纳出大飞机测绘建模主要包括:测绘建模平台的搭建、整机逆向数据采集、点云数据处理、曲面模型重建、重建模型质量分析5个关键环节.该测绘建模方法既能大幅度提升飞机模型重建的精度和测绘建模效率,又能满足顶层的现代飞机研制及改装过程中数字化设计需求,还可以在飞机设计、制造、改型、改装中发挥重要作用.     

飞机部件级的数字化柔性工装设计

基于对数字化柔性装配技术的深入分析,结合数字化测量和误差补偿方法、工装模块化设计等,针对某型号飞机前襟翼装配,设计一套数字化柔性装配系统,该系统可以实现内外前襟及其左右对称件4个部件的数字化装配,为提高飞机前襟翼的装配质量稳定性和装配效率,缩短生产准备周期提供了保障,同时为飞机部件级数字化柔性工装设计提供了一个范例.     

浅谈数字化测量技术在飞机装配中的应用

航空武器装备多品种、小批量和低成本快速研制的需求推动了测量设备在辅助加工、制造和装配中的高度集成.以波音、空客为代表的国外先进飞机装配生产线中,数字化测量技术的应用已由关键零部件的离线检测发展到贯穿于制造和装配的检测过程控制和故障维护等全过程的在线自动化测量,测量依据也由二维图样发展为三维CAD模型[1-3].而国内飞机装配中的数字化测量技术应用仅限于激光定位与测量技术在装配工装安装、调整中的初步工程化应用,在辅助飞机协调装配和过程控制方面还是空白,仅在近一两年对产品外形测量有些零星的技术探索.     

面向装配的飞机数字化设计技术

本文描述了面向装配的飞机数字化设计理念,为了将装配需求引入到飞机数字化设计中,从不同角度介绍了飞机数字化设计的主要研究内容;并基于MBD技术,分析了装配协调与自动化装配等数字化设计关键技术。对飞机数字化设计具有一定的参考价值。     

基于数字模型的工艺设计与应用

国内外新一代飞机已全面采用数字化设计,制造工艺部门应以此为契机,改进数字化工艺设计手段,充分利用产品三维设计数据,全面推广基于数字模型的工艺设计方法和应用范围。提出了基于数字模型的飞机装配工艺协调设计,阐述了装配协调数据的定义方法,介绍了开展生产线三维工艺规划的方法和流程。提出了基于数字模型的全机和供应商制造构型设计模式。提出了基于数字模型的供应商交付规范的编制方法,阐述了三维装配工艺指令设计平台的功能、数字化装配工艺设计流程和虚拟仿真应用等内容。