飞机装配型架接头定位器的自动设计

接头定位器是现代飞机装配型架上最为常用的定位元件。为了简化接头定位器的设计过程,提高设计质量和效率,在FixCAD系统研制的基础上提出并开展了接头定位器自动设计技术的研究和开发。内容包括:(1)在分析接头定位器结构及其设计特点的基础上,提出并建立接头定位器的结构模型和设计模型;(2)研究接头定位器设计的知识和经验细节,建立可计算的推理原则和参数关系式;(3)基于接头定位器的结构模型、设计模型和设计知识,构建接头定位器的自动设计算法,以及应用该算法开发"典型接头定位器自动设计"模块。     

基于数字化柔性装配的飞机结构设计研究

根据现代飞机数字化柔性装配的技术特点和发展需求,分析了基于柔性装配的飞机结构设计关键技术,提出了在飞机结构设计时需要考虑的要素,如部组件定位点的选取、工艺分离面的划分和装配开敞性要求、适宜自动化装配技术的结构形式及连接形式等.指出了目前存在的问题与解决建议,为飞机数字化柔性装配技术的实现提供参考.     

面向飞机装配结构的层级网络模型

在分析飞机装配结构特点的基础上,提出面向飞机装配特点的层级网络模型,介绍了层级网络模型的建立方法。以产品总体结构网和装配单元结构网的复合概念构造飞机装配的分级结构,以拓展的LADGA表达方式反映飞机结构装配中钣金件在装配方向上堆叠成层的特性,能够有效表达飞机装配特性,支持飞机装配工艺规划及可装配性评价等下游环节的处理。     

支线飞机装配序列规划的研究

为了提高支线飞机的装配效率,提出了基于二进制编码的并行装配序列规划方法,实现产品的并行装配.通过二进制编码来描述产品各零件之间的装配优先关系,定义了带时间约束的装配特征表,使用二进制运算操作来更新装配过程中零件间的优先关系,提出了以缩短装配时间为目标的并行装配序列的生成算法.该算法能缩短产品的装配时间,适用于支线飞机的并行装配规划.国产某型号支线飞机总装实例验证结果表明了该方法的可行性和有效性.     

飞机装配生产线工装少冗余约束重组方法

为了提高飞机装配生产线工装的重组性能以满足多种型号飞机装配的需要,提出工装少冗余约束重组方法.基于对工装与地面连接对的全冗余约束模型和无冗余约束模型的分析,以及工装重组效率和重组刚度的平衡分析,通过释放一些对重组刚度影响较小但是对重组效率影响较大的约束自由度,建立工装少冗余约束重组数学模型,进而建立工装少冗余约束重组结...     

基于动力学模型的飞机大部件调姿轨迹规划

为了提高飞机调姿的运动安全并减小在误差敏感方向的冲击,采用Newton-Euler方法构建了调姿系统的动力学模型,以实现调姿轨迹的优化。该动力学模型综合考虑了支撑杆变形、驱动丝杆变形及运动误差的影响,可对比不同轨迹时部件运动全过程的运动学特性,实现多目标多约束条件下的轨迹优化。为了提高计算效率,提出了一种类间可分性最优的自适应核主成分算法进行特征提取,并结合模式识别中的自动分类方法,预判可行轨迹的性能,控制搜索范围,减少寻优过程中的计算量。以某型数控定位系统为例,在对150条可行调姿轨迹进行评价和优选后,大部件调姿过程的最大平动速度小于20mm/s,调姿结束时的最大角速度小于0.1rad/s,说明了该方法的可行性和有效性。     

飞机自动化装配技术的发展

十余年来,以数字化、柔性化为特征的自动装配技术已成为飞机制造业发展的必然趋势。国外民机制造公司将之视作一项非常重要的核心技术,在单一产品数据源的数字量尺寸协调体系的基础上,采用数字化装配设计技术,通过装配仿真和虚拟现实技术等虚拟制造技术和并行工程实现装配过程优化,应用自动钻铆设备、柔性装配工装、数字化测量     

柔性工装及自动化装配设备在大型飞机装配中的运用

大型飞机的大尺寸、高要求的特点为其装配过程带来了不少的困难,国外大型飞机装配多采用柔性装配工装与自动化装配设备完成其装配过程。本文分析了国外大型飞机装配中所运用的先进技术手段与国内飞机制造业的现有基础,并为国内大型飞机的装配提出切实可行的建议。     

飞机装配型架中骨架的数字化设计原理及实现

骨架设计对型架的总体性能和研制进度具有重要的影响。因此,在FixCAD系统的研制中,将骨架的数字化设计方法作为一个主要的问题,开展了专门的研究。但是,由于这些研究未考虑到现在的骨架结构中含有曲轴线和新型材元件的情况,其研究成果已不再适应于这些骨架结构的设计。为此,从对骨架轴线的抽象定义、表示和计算入手,探索和提出全新的骨架数字化设计技术,从根本上解决现有方法存在的局限性。具体包括:(1)根据骨架结构轴线及其设计方法的特点,提出线元、线列和线链等新概念,建立线元逻辑端矢的计算算子;(2)应用所提出的概念和算子,构建骨架的轴线模型、元件端面法矢计算方法、设计过程模型以及元件造型算法等;(3)介绍利用所建立的数据模型和算法技术实现的"骨架数字化设计子系统"及其应用。最后,总结了所介绍的技术特点和意义以及后续研究重点。     

大型飞机自动化装配技术

 简述了大型飞机及其结构特点,通过比较人与机器两种装配系统的特性,及分析装配自动化水平与装配成本等诸因素的关系曲线,指出了自动化装配技术在保证大型飞机结构长寿命、高效率、低成本研制和生产等方面的意义;对国外大型飞机的装配自动化发展状况进行了综述,简要分析了国外发展的几种主要自动化装配系统,总结了国外大型飞机的自动化装配水平;对西方国家在大型飞机自动化装配中采用的先进的装配理念和方法,如决定性装配方法等进行了概述。最后针对国内自动化装配水平低的现状和大型飞机研制和生产的需求,提出了发展模块化结构的自动化装配系统、贯彻并行工程理念、实现面向制造和面向装配的设计等发展建议。     

飞机大部件自动对接同步调姿方法

提出了飞机大部件自动对接同步调姿方法,实现了大部件调姿基准点的连续自动跟踪测量和位姿连续调整.在此基础上开发了集测量场构建、大部件位姿解算和调整等功能于一体的大部件自动对接集成控制软件,并在ARJ21飞机翼身自动对接现场进行了应用试验,结果证明该方法能有效完成飞机翼身自动对接过程,提高测量和对接效率.     

大型飞机机身调姿与对接试验系统

为实现飞机大部件装配过程的数字化、自动化和柔性化,研制了大型飞机机身调姿与对接试验系统.阐述了该系统的工作原理,通过激光跟踪仪测量试验机身上的检测点,集成管理系统计算试验机身的位姿,控制系统驱动多个三坐标数控定位器协同运动,实现试验机身的调姿与对接.建立了位姿调整机构的运动学模型,针对构建的硬件平台完成了包括集成管理系...     

某型飞机舱门框柔性装配工装应用数字分析

通过对某型飞机舱门框柔性装配工艺及相应柔性装配工装结构特点和工作流程进行深入研究和分析,制定不同的定位运动方案并进行数字仿真模拟,实现对方案可行性、工装结构工艺性以及定位时间等方面的综合评估,获得某型飞机舱门框柔性装配工装的工作流程最优方案,从而为某型飞机舱门框柔性装配工装研制及应用提供有效的数字依据和技术支撑。     

面向飞机自动化装配的工业机器人标定技术

将工业机器人用于飞机的自动化装配有着很高的定位精度要求,对六自由度KUKA机器人的定位精度补偿方法进行了研究,该方法通过建立机器人运动学误差模型,以Levenberg-Marquardt阻尼迭代最小二乘法求出适合机器人标定空间的各参数误差最优值并以Kuka机器人为实验平台进行试验验证。经过补偿后,标定空间内机器人的绝对定位精度得到极大改善,可以满足飞机自动化装配的精度要求。     

基于关键装配特性的大型零部件最佳装配位姿多目标优化算法

为了控制装配过程中的关键装配特性,以大尺寸测量技术为辅助,实现大型零部件最优位姿装配,提出基于关键装配特性的大型零部件最佳装配位姿多目标优化算法。该方法将测量辅助装配(MAA)中的关键环节——最佳装配位姿拟合问题分为两步:第1步利用基于奇异值分解的解析方法将测量坐标系与装配现场的全局坐标系进行精确的空间配准,减小了坐标系对齐的误差,并以参考点拟合的偏差为优化目标,求解移动装配体当前位姿;第2步根据装配关键特性相关公差的重要程度,计算装配综合精度要求,并以最小综合偏差为优化目标求解移动装配体间的最佳装配位姿。随后给出了上述两个步骤的粒子群优化算法模型,将每步的待求解位姿作为一个拥有3个旋转自由度与3个平移自由度的粒子进行求解。最后对卫星舱段位姿最优装配问题进行仿真计算,结果证明了该优化算法在控制各项关键特性、提高综合装配质量等方面的有效性。