飞机装配中大尺寸测量场的建立与优化技术研究
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飞机机身装配工艺及仿真技术研究一、概述飞机机身装配工艺及仿真技术是航空制造领域的关键技术之一,对于提高飞机制造质量、缩短制造周期、降低制造成本具有重要意义。
随着航空工业的快速发展,飞机机身结构越来越复杂,装配精度要求也越来越高,传统的装配工艺已经难以满足现代飞机的制造需求。
研究飞机机身装配工艺及仿真技术,对于提升我国航空制造水平、增强国际竞争力具有重要的作用。
飞机机身装配工艺涉及多个学科领域,包括机械、材料、电子、控制等,是一个综合性的技术体系。
在装配过程中,需要考虑到各种因素,如零件的尺寸精度、装配顺序、装配路径、装配力等,以确保装配质量和效率。
随着计算机技术的不断发展,仿真技术在飞机机身装配过程中得到了广泛应用。
通过仿真技术,可以对装配过程进行虚拟模拟,预测装配过程中可能出现的问题,提前进行优化设计,减少实物试验次数,降低制造成本。
飞机机身装配工艺及仿真技术仍面临一些挑战。
飞机机身结构复杂,装配过程中需要考虑的因素众多,如何制定合理的装配工艺和仿真方案是一个难题。
随着新型材料和先进制造技术的不断涌现,如何将这些新技术应用于飞机机身装配过程中,提高装配质量和效率,也是当前研究的热点和难点。
本文旨在深入研究飞机机身装配工艺及仿真技术,探讨其发展现状和趋势,分析存在的问题和挑战,并提出相应的解决方案和优化措施。
通过本文的研究,可以为航空制造领域的发展提供有益的参考和借鉴。
1. 飞机机身装配的重要性飞机机身装配是飞机制造过程中的关键环节,其重要性不言而喻。
机身作为飞机的主体结构,承载着飞机的各种功能和性能要求,其装配质量直接关系到飞机的安全性、舒适性和经济性。
飞机机身装配工艺的研究与改进,对于提升飞机制造水平、保障飞行安全具有重要意义。
飞机机身装配的精度直接影响到飞机的整体性能。
机身各部件之间的连接必须精确无误,以确保飞机在空中能够稳定飞行。
任何微小的装配误差都可能导致飞机在飞行过程中出现不稳定现象,甚至引发安全事故。
飞机数字化装配技术的发展与应用【摘要】飞机数字化装配技术作为航空工业的重要技术手段,正逐步成为当前航空制造业的发展趋势。
本文首先介绍了飞机数字化装配技术的发展现状和意义,探讨了研究目的与意义。
接着详细阐述了飞机数字化装配技术的基本原理和关键技术,并探讨了其在航空工业中的应用及未来发展方向。
对飞机数字化装配技术的优势与挑战进行了分析。
结论部分指出飞机数字化装配技术将为航空工业带来技术革新和效率提升,具有广阔的应用前景。
未来研究方向和重点也在文章中进行了探讨。
飞机数字化装配技术的应用将为航空工业带来更加智能化、高效化的生产模式,为行业未来发展注入新的动力。
【关键词】飞机数字化装配技术、发展现状、意义、原理、关键技术、应用、未来发展方向、优势、挑战、技术革新、效率提升、应用前景、研究方向、重点。
1. 引言1.1 飞机数字化装配技术的发展现状飞机数字化装配技术是指利用数字化技术对飞机装配过程进行优化和改进的一种装配方式。
随着科技的不断进步和航空工业的不断发展,飞机数字化装配技术也在不断完善和发展。
目前,飞机数字化装配技术在航空工业中已经得到广泛应用,并取得了显著的成效。
在飞机制造领域,数字化装配技术已经成为了提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量的重要手段。
通过数字化技术,可以实现对飞机各个零部件的精确定位和组装,大大提高了装配的精准度和效率。
数字化技术还可以实现装配过程的可视化管理和监控,帮助生产人员及时发现和解决问题,确保装配的质量和安全。
1.2 飞机数字化装配技术的意义飞机数字化装配技术的意义在于提高飞机制造的精度和效率,降低生产成本,加快交付速度。
传统的飞机装配流程需要大量的人力和物力投入,而且容易受到人为因素的影响,造成误差和浪费。
而数字化装配技术通过数字化建模、虚拟装配和数字化仿真等手段,可以实现对飞机装配过程的完全控制和精细化管理,提高装配的准确性和一致性。
数字化装配技术也能够实现装配过程的可视化和追溯,方便对装配过程进行监控和管理。
数字化测量技术在飞机制造、装配中的应用摘要:建造飞机是一个复杂的工程,对难度不断增加,给飞机制造行业带来巨大压力。
零件生产的精度决定了飞行结果。
因此,飞机制造和装配过程后的测量和检验至关重要。
数字测量方法广泛应用于精密高效的机械工程中,它是一个重要的机械工程应用领域。
现代飞机装配还通过数字技术和测量系统提高了装配精度和生产率。
此外,该技术提供了有关飞机零部件的全面数字信息,从设计到制造和装配。
数字测量技术结合了信息和自动化的优势来测量被认为是21世纪先进技术的复杂物质,该技术在具体飞机制造、转配、分析和讨论中的应用。
关键词:数字化测量技术;飞机装配飞机制造工业由于产品开发周期长和设计困难比其他机械工艺复杂。
它是一个复杂而严重的工程体系,代表着一个国家的技术进步。
随着大型机的发展,结构优化困难,设备复杂,系统可靠性高,整个生命周期经济指标高。
此外,能效、环保和用户生产力更为重要。
基于激光的数字测量技术有效测量飞机产品和部件,并广泛应用于飞机制造工业,发展现代飞机制造系统。
一、飞机数字化制造业发展概述一代飞机、技术和改进制造技术是确保下一代飞机进步的唯一有效手段。
信息技术的发展使飞机实现了三维数字化,并促进了生产技术的数字化。
数字控制工具在构件制造和微机生产管理中的应用可以看作是数字飞机生产的第一步。
基于三维模型的运输系统可以同步零件设计、制造和工装制造,大大加快了新机器的调试。
如波音777的无纸化设计具有历史意义,智能空客理念将先进生产推向高潮,数字制造的发展大大促进了数字飞机测量技术的发展,测量技术和工具的研究目前是发展先进生产系统的基础。
二、数字化测量技术分析同时,通过使用测量技术,提高了应用的准确性、智能性和效率,并得到了有效的利用。
当今,视觉、IGPS和其他数字测量技术广泛应用于飞机制造工业。
同时,数字测量组件可以通过互补效应有效提高飞机零部件制造精度、测量精度以及飞机产品和零部件的多功能要求。
对于飞机数字化装配技术体系研究摘要:目前飞机已经成为人们出行的主要工具,我国航空制造科研所已经在利用数字化技术研制先进的飞机装配技术,完善技术装备,为我国飞机数字化装配技术的发展提供技术基础,促进我国飞机数字化装配技术的发展。
飞机数字化装配技术一定程度上体现一个国家的综合国力,随着计算机网络信息技术的发展,飞机数字化装配技术迎来新的发展阶段。
因此实际中有必要做好飞机数字化装配技术研究工作。
基于此,本研究中笔者查阅相关文献资料展开论述,第一部分阐述技术发展现状,第二部分分析各种装配光剑技术,最后展望飞机数字化装配技术发展趋势。
关键词:飞机数字化;装配技术;发展趋势引言:现代飞机加工制造能力一定程度上体现国家的综合实力,也是提高国家国防现代化程度的主要手段。
飞机制造的核心环节就是飞机装配,该环节的工作量占据到整个飞机制造的一半左右。
飞机装配环节涉及到众多学科,包括成千上万个零部件,工作量极大,安装精度要求高,是飞机制造中的一个重难点,虽说目前我国飞机数字化装配技术研究取得一定的成绩,但与国外发达国家相比存在不小的差距,因此实际中有必要做好飞机数字化装配技术的研究工作。
一、飞机数字化装配技术现状飞机数字化装配技术是在计算机网络技术、机械制造及计算机辅助设计基础上发展而来的,该技术诞生于西方国家。
飞机数字化装配技术的出现彻底颠覆传统飞机设计装配方式,促进飞机制造水平的提高。
目前我国飞机数字化装配技术虽有一定成绩,但依然处于初级发展阶段,技术特点表现为:飞机产品设计中工艺及工装设计水平滞后,给飞机装配造成极大困扰;现场工作中装配工人严重依赖图纸与工艺文件,受到其他因素影响极易造成工作事物,直接造成飞机装配工期延迟;飞机大部件与总装过程中依然采用传统装配方法,只有少部分装配环节实现数字化传递;对接装配质量偏低,这是因为这个环节多采用手工操作,造成孔销配合精度偏低,直接影响飞机疲劳度;飞机系统检测依然没有形成以产品为对象的数字化装配检测生产线,生产过程中无法进行过程管控,造成质量问题出现返工情况。
飞机装配过程中尺寸测量及误差分析(中航工业沈阳飞机工业(集团)有限公司辽宁沈阳110850)摘要:飞机装配是一个非常重要的环节,它所涉及的学科也非常多,对于飞机装配夹具设计要符合统计学、机械学,而装配后对装配质量的控制,需要特别研究,由于飞机的结构复杂,尺寸大,对于飞机装配后尺寸的测量需要大尺寸测量技术,同时对误差的分析需要大尺寸误差分析原理,如果排除飞机尺寸误差之后,需要对飞机结构误差进行分析,建立大型结构将误差模型,通过飞机工装夹具、飞机各部件的检测,保证飞机产品的质量关键词:大尺寸测量技术、大尺寸�`差分析、飞机结构误差分析1 大尺寸测量技术飞机整体尺寸过大,所以对于飞机尺寸测量时,需要特殊的设备就行测量,现在一般的测量方法是经纬仪和激光仪(图1.1),激光测量飞机尺寸的原理是通过单台激光仪放在不同的位置,对飞机结构件整体覆盖测量飞机大尺寸测量可以通过单站距离、角度法和多站纯距离法,激光仪测量技术的精度非常高,精度可以达到10-7um/m,同时测量距离也长2大尺寸误差分析大尺寸误差分析通过蒙特卡洛法和笛卡尔坐标系进行分析,通过激光仪极坐标测量原理进行测量,如图2.1.通过上图的测量原理可以任意测量目标点P对应的坐标值为:在通过蒙特卡洛法进行计算,蒙特卡洛法的模拟流程图如图2.2.根据每个输入参数进行误差分析,利用计算机自动生成数样本空间,然后建立数学模型,最后进行抽样统计,最终求得测量坐标在笛卡尔坐标的确定度,来判断测量精度3飞机结构误差分析飞机精度是设计中关键环节,需要综合分析飞机结构,从飞机根本上解决结构误差,通过误差建模的方法,已知各零件公差的设计要求,根据飞机装配条件,建立分析模型,例如在对飞机前机头结构分析上,通过飞机装配夹具和装配方法进行分解,如图3.1.建立坐标系,分别建立底座、前支撑局部和基准面坐标系,建立误差模型,通过矩阵法,对飞机装配的固定、位姿进行分析,确定飞机各部件的尺寸参数和偏差,最后对飞机装配进行调整结束语航空航天事业是一个重要的高新技术产业,他对一个国家的经济、军事等都有着非常重要的战略意义,他也是衡量一个国家的重要指标,而精度问题也是制造业非常核心的问题,飞机的制造精度也是要求越来越高,对于飞机大型零件精度已经需要达到IT7以上,所以飞机的制造需要大量的设计去支撑,而要是保证飞机整体装配的质量就需要合理分析飞机各部件的误差,利用现代计算机技术和先进统计分析,最终提高飞机装配质量参考文献[1]张福民、曲兴华、戴建芳等.一种现场大尺寸测量精度的评价方法.光学学报[J].2008.[2]周玲华.余德忠.徐向�.薄板件多工位刚性装配尺寸误差建模与仿真[J].中国计量学院学报.2015.[3]张春富.张军.唐文彦.一种基于模式搜索的大尺寸测量移站坐标转换方法.[J].航空计测技术.2003.[4]张曦.陈五一.激光跟踪仪测量曲面的测量不确定度研究[J].计量学报.2006.。
数字化测量技术及系统在飞机装配中的应用随着科技的不断发展和飞机制造技术的不断提升,数字化测量技术及系统在飞机装配中的应用越来越广泛。
数字化测量技术及系统的出现,极大地提高了飞机装配的精度和效率,为飞机制造业带来了前所未有的变革。
本文将探讨数字化测量技术及系统在飞机装配中的应用,并对其在未来的发展趋势进行展望。
1. 三维扫描技术三维扫描技术利用激光或光学相机等设备,将飞机零部件进行全方位的扫描,获取其三维坐标信息。
通过三维扫描技术,可以精准地测量飞机零部件的尺寸、形状和位置,为飞机装配提供了精准的数据支持。
在飞机装配过程中,可以利用三维扫描技术对零部件进行快速的检测和对位,大大提高了装配的准确性和效率。
2. 光学测量技术光学测量技术是利用光学原理进行测量的一种先进技术。
在飞机装配中,光学测量技术可以应用于对飞机外形、表面质量、零部件间的相对位置等进行精密测量。
通过光学测量技术,可以实现对飞机外形的高精度测量,保证飞机的外观质量;并且可以利用光学测量技术对飞机零部件的相对位置进行精确定位,确保飞机零部件的装配精度。
4. 数字化装配系统数字化装配系统是将数字化测量技术与信息化技术相结合,实现对飞机装配全过程的数字化管理和控制。
数字化装配系统可以实现对飞机零部件的三维数据建模和管理,为装配人员提供直观的装配指导和实时的装配参数。
通过数字化装配系统,装配人员可以准确地了解到每个零部件的装配位置、装配顺序和安装参数,大大提高了装配的准确性和效率。
1. 提高了装配精度数字化测量技术及系统可以实现对飞机零部件的高精度测量和三维数据建模,确保了装配的精度和一致性。
通过数字化测量技术及系统,可以准确地获取到飞机零部件的尺寸、形状和位置信息,为装配提供了准确的数据支持。
3. 降低了装配成本数字化测量技术及系统可以实现对装配过程的智能化管理和控制,降低了人力和时间成本。
通过数字化测量技术及系统,可以实现对装配过程的智能化指导和控制,降低了装配过程的人力和时间成本。
飞机装配质量管理系统关键技术研究作者:吴彦龙来源:《科学与财富》2020年第04期摘要:飞机装配是飞机生产过程中的重要的环节。
与以往传统的飞机装配不同,在信息化技术的支持下,面向飞机装配工作的飞机装配质量管理系统出现,该系统显著提高了整个飞机装配质量,具有理想的经济性。
面对目前日益激烈的航空企业市场竞争,如何在复杂的市场环境下进一步提高飞机装配质量,就需要进一步发挥装配质量管理系统的作用,基于此,本文主要对飞机装配质量管理系统关键技术进行研究。
关键词:飞机装配;质量管理系统;系统技术引言飞机装配是飞机制造至关重要的环节,航空公司为了降低生产成本、提高生产效率、保证生产质量与产品性能,就需要竭力提高飞机装配效率及装配质量。
随着测量辅助装配技术被应用于飞机装配环节,飞机装配过程中所产生数据信息的价值愈发凸显,也成为保证飞机装配过程质量的重要元素。
1飞机装配质量管理流程飞机装配质量管理流程主要涉及以下三个方面:首先是装配过程质量管理。
在进行飞机装配过程质量管理过程中,通常采用AO系统来实現。
通常情况下,AO系统中不仅涉及诸多工艺文件,同时还包含了大量的生产指令。
在AO系统的作用下,可以对飞机装配过程质量进行科学监管。
装配流程中的检查点主要由工艺人员来设定,质保审批则由AO系统来实现。
通过设定检查流程和标准启动AO系统,就能达到装配质量检测的目的。
在工艺编制AO的过程中,质量部门也需要结合具体情况设定质量规划方案,质量规划方案作为质量部门内部文件,可以对飞机装配过程质量要求、标准等加以明确,以此起到对飞机装配质量检测引导的效果。
其次是AO归档前检验。
在AO系统中各个流程均实现之后,需要开展质量部门归档工作,在此过程中,涉及的检测流程有两点,第一,首件检测和管理。
针对批产项目而言,通常仅需要对其检测结果进行记录即可。
而针对研制件来说,则应该对其检测相关信息和结果进行记录。
首先应该书写首件检测结果,之后把检测结果分别记录到对应的报表中。
飞机数字化装配技术体系研究【摘要】随着现代数字化技术的发展,基于数字技术基础上的数字化装配技术在工业领域得到了日益广泛的应用。
飞机产品结构复杂性和部件装配准确度要求高,数字化装配技术的应用,有效提高了飞机装配效率和装配精度,提高了生产效率,减少了协调的环节。
本文拟对飞机数字化装配技术体系开展研究,希冀能为进一步提高飞机装配精度与效率提供参考。
【关键词】飞机装配;数字化装配技术;技术体系飞机装配是将各种零部件根据设计的要求和技术规范连接整合成一个整体。
飞机装配劳动量很大,几乎占全部飞机制造劳动总量的一半以上。
同时,飞机产品本身结构具有明显的特殊性和复杂性,装配的零部件不仅数量众多,尺寸较大,而且种类多样,形状复杂,装配难度高,对装配的准确度要求也很高。
装配不当不仅容易造成飞机零件的损坏,而且直接影响装配准确性,对飞机整体装配质量和性能造成不利的影响。
随着数字技术的发展进步,我国航空企业积极学习国外先进经验并加强自主研发,数控加工制造飞机零件的技术水平得到大幅度的提升。
飞机部件数字化装配是一种基于数字化的装配模式,综合了测量、调姿、控制等技术,实现了飞机数字化装配技术的突破,可从根源上改变我国目前航空设施在装配连接时大体上由工人手工操作完成的现状,对优化飞机的装配效率与质量,实现飞机制造的自动化管理,具有非常重要的积极影响。
一、飞机数字化装配技术体系的关键技术近年来,国外飞机装配技术得到迅速发展,实现了飞机装配过程的自动化。
包括自动化装配工装、自动化装配单元、自动化装配系统、自动制孔、数字化装配管理技术等。
这不仅实现了飞机装配工作的自动化和科学化,也提高了飞机制造的质量。
国外装配工装采用数控自动化工装方法,如在空客系列民机的机翼壁板的装配采用壁板工装,而在波音飞机的装配上采用翼梁工装。
这两种工装都属于行列式柔性装配工装。
很多大型民机结构采用自动化的装配工艺,包括数控工装、加工和检测单元、数字化定位技术等。
飞机大部件装配外形数字化组合测量技术的探究摘要:目前,飞机大部件装配外形数字化组合测量技术逐渐受到重视,而随着我国飞机大部件装配外形数字化组合测量技术的引进,该技术在航天工业制造方面的应用和发展其中关键性的作用。
同时,作为一种飞机装配的技术, 它具有独特的优势:集数字化控制测量等各种技术为一体,协调合作,切实解决飞机大部件装配问题。
本文主要通过对提高飞机大部件装配外形数字化组合测量技术的必要性,以及关于飞机装配外形数字化组合测量技术的应用分析进行分析,并针对出现的一些问题提出加强飞机装配数字化组合测量工作的对策,以全面推进数字化组合测量技术在航天工业飞机大部件装配外形工作当中的的应用,从整体上提高飞机装配技术水平和质量,促进社会数字技术的不断发展。
关键词:飞机大部件、装配外形、数字化组合、测量技术探究一、提高飞机大部件装配外形数字化组合测量技术的必要性为了确保飞机的安全性,航天工业制造方面飞机大部件装配工作本身的要求是比较高的,需要确保飞机外形的相关数据的准确性,因为飞机大部件的装配,其中包括了机翼和机身装配,这两个部位是飞机的重要构成,也是飞机装配的一个重要的部分。
因此,对飞机装配外形的精度进行严格把关,离不开数字化组合测量技术的应用。
该技术是保证飞机大部件装配外形的重要保障,并且对飞机制造整体的检测技术和水平有着非常大的影响。
同时,数字化组合测量技术还能促进飞机大部件装配外形工作效率的提高,与传统的测量方法不同,数字化组合测量技术能够很好地克服飞机外形尺寸比较大,检测精度掌握不准以及曲面测量等方面困难,充分使用先进的数字化技术对获取机身机翼等飞机大部件外形数据,从而减少飞机大部件装配外形制造时间的投入,不断提高飞机制造的整体质量和水平。
二、关于飞机装配外形数字化组合测量技术的应用现状分析1.就目前来说,由于受到传统的飞机大部件装配测量工作的限制,航天工业使用的测量技术越来越不能适应新时代的航天发展的实际需要,因为对于现阶段的飞机部件装配来说,为了达到测量飞机大部件装配外形的预期目标,满足现代化的飞机装配需求,就必须提高测量技术的要求,切实解决飞机大部件装配的各方面问题。
飞机装配几何量质量检测体系构建及关键技术摘要:进入信息化时代,新型传感技术、网络技术、自动化技术、人工智能技术等先进技术的发展不断推动着制造业生产方式的变革,以数字化为基础的智能制造模式应运而生,也催生了以信息和知识为代表的新一代生产力,成为促进现代制造技术快速发展的关键因素和重要力量。
新一代飞机隐身、轻质、长航时、低成本和长寿命等性能需求,特别是隐身性能需求,对飞机装配精度提出了极高要求。
直尺、卡尺、塞尺、卡板、量规等传统检测手段难以满足新一代飞机装配过程需求。
对新一代飞机装配过程质控要求,开展几何量质量检测体系构建及关键技术研究具有重要意义。
关键词:飞机装配;装配质量;几何量检测;关键技术飞机装配过程是个复杂的、动态的、数据众多的系统工程。
质量是飞机装配制造的核心要求,针对飞机装配,建立高效、有序、严格的的飞机装配过程质量管控信息化系统是实现飞机装配质量的可靠保证。
数字化制造是现代化高端飞机制造技术发展方向,对提高整机质量、确保飞机性能、缩短生产周期、降低生产成本、延长服役周期等均具有重要意义。
数字化几何量检测已经成为新一代飞机数字化制造重要基础支撑技术之一。
一、飞机装配过程特点飞机制造是一个十分复杂的系统工程,以装配生产为重点,它以离散式制造为主。
通常来说,研制一架飞机耗时需要 10 年,试制到批产需要 7 年时间,因此,提高制造执行能力,加强装配过程质量管控,缩短制造周期,并快速形成批量生产能力对于飞机制造企业具有重要的现实意义,和其他离散制造行业相比,飞机大部件及其装配过程具有以下特点:1、构型复杂,变更频繁。
MBOM(制造 BOM)和 AO(装配大纲)是飞机装配最重要的工程数据,MBOM 因构型变化,每架次唯一;飞机的工程更改非常频繁,比如ARJ21 机头每年有上千份更改,且即使 AO 下发到生产现场后,仍需通过墨水更改或AAO(先行装配大纲)的形式进行更改,如何保证 MBOM 和 AO 的架次有效性和更改一致性非常困难。
飞机装配质量数字化检测技术应用摘要:众所周知,航空零部件的装配和检验技术正在向数字化和智能化的方向发展,制造速率的提升带来产品检验资源配置的严重不足,检验数字化测量技术发展也愈发迫切,在保证飞机安全运行的前提下,优化质量检测手段,推动检验检测数字化升级,可大大降低错漏检率,提升装配检验效率,减轻人员劳动强度,更有利于降低质量成本。
本文从数字化协同检测技术、测量方案设计、数字化组合测量技术及数字化数据处理分析等方面,详细介绍了数字化检测技术在零部件与飞机装配检测应用的作用,并总结了数字化测量过程的注意事项,分析了飞机质量管理数字化建设如何进一步提升飞机质量管理效能,旨在为行业提供借鉴方法。
关键词:数字化测量技术;飞机装配;数字化协同检测技术;数字化组合测量技术引言伴随着飞机的制造技术水平不断提升,检验技术也在不断完善,检验方法也变得多样化。
为了进一步提高检验技术的质量和水准,提高自身的竞争能力,行业努力研究更高的检验检测技术和方法。
时代不断更迭发展,随着飞机检测技术经验的积累,我国的飞机数字化检测水平也得到了大大的提高,检测的方式也与时俱进。
1 数字化检测技术在航空零部件检测中的作用面对精密度、复杂度不断提升的航空发动机零部件,保证各零部件装配质量非常关键,在此过程中数字化检测技术的有效应用,对零部件整体装配质量的提升有着关键作用。
通过对航空装配作业情况的调研与分析,发现各零部件装配需要耗费大量时间,整个装配作业周期极长,而装配作业质量对航空整体装配效果也有着直接影响,再加上该项作业流程复杂程度较高,传统装配技术已经无法满足高精度航空发动机零部件安装要求,创新与突破关键技术瓶颈成为当下最为紧要的任务。
数字化检测技术集成了多项先进技术,具有较强的实用性,发挥数字化检测技术优势,借助其功能作用协助航空零部件装配作业开展,最大限度上提高各零部件装配质量与精确度,为航空安全、稳定运行提供强有力的技术支持,同时对促进我国航空向深层次发展也起到积极推动作用。
飞机先进数字化装配关键技术及发展趋势摘要:科学技术的发展,促进了我国数字化技术的发展,并在飞机中得到了广泛的应用。
装配中几何尺寸、物理损伤等的高精度测量是调控飞机装配工艺、保证装配指标的基础和关键,对飞机服役性能有着重要的影响。
本文就飞机进行数字化装配关键技术及发展趋势进行研究,以供参考。
关键词:飞机数字化装配;脉动生产线;智能航空装备引言随着计算机建模技术、产品数据管理技术和多学科协同设计技术等数字化产品研制新技术的发展,数字样机技术在航空航天以及其他工程领域的应用越来越普遍。
数字样机技术的应用在飞机的设计、仿真及制造等领域取代了基于物理样机试验驱动的传统研制模式,形成了仿真驱动的数字样机设计流程,极大提高了工作效率,缩短了型号研制周期。
1飞机先进装配技术的重要性及教学现状飞机制造属于国民经济重点领域,符合科技创新战略需求。
飞机的装配质量要求高,这是因为飞机各部件的气动外形、外廓尺寸、各部件之间的相互位置等,都是在装配过程中获得并确定的。
飞机装配是飞机制造过程中的主要环节,对飞机产品的性能、寿命和成本都有很大影响。
在飞机制造过程中,飞机装配的工作量占比约为45%―60%。
因此合理的装配方案可以极大地降低飞机制造费用并提高生产率。
随着科学技术的发展,传统的手工装配方式已经转变为数字化、集成化、自动化装配模式。
良好的装配方案可以让制造费用降低20%―40%同时生产率提高100%―200%,大大提高生产效率,降低生产成本,已经成为飞机制造行业的热点。
随着航空产品复杂性的提高和装配方式数字化转型,航空企业对于学生的知识水平及实践能力的要求也在不断提升。
建立飞机装配虚拟仿真实验是训练学生动手能力、了解先进装配工艺最有效的途径。
由于飞机所涉及的零件结构复杂、刚度低、系统复杂,所以教学难以配备硬件实验条件及软件实验系统。
2传统装配方式存在的问题(1)装配过程存在多工序并行交叉,工艺分离面模糊,导致无法适应最大限度的并行工作需求,制约了面向多任务、柔性化脉动生产线的效率提升。
飞机数字化装配技术的发展及应用摘要:如今,飞机装配技术获得快速发展,并已经从过去的人工装配过渡到半自动化装备,到今天已经发展成为数字化装配。
随着飞机数字化装配技术的进一步发展,已经逐渐形成一条较为完整的数字化装配技术,在推动飞机装配技术发展方面发挥着重要作用。
基于此,本文对飞机数字化装配技术的发展和应用展开研究,以供参考。
关键词:飞机;数字化;装配技术;发展;应用引言现阶段,科学技术的快速发展也为我国飞机装配技术的革新带来巨大推动作用,也很大程度上提高了我国综合国力。
然而在飞机数字化装配领域,我国的技术水平还比较低,依旧处于发展的初级阶段[1]。
在发展过程中还存在许多问题没有解决。
所以,飞机制造行业需要进一步加强数字化装配技术的研究和分析,提高技术水平,使其更好运用于飞机制造当中,也希望本次研究可以为我国飞机数字化装配技术的发展带来帮助。
一、当前飞机数字化装配技术发展现状1.装配精度还需进一步提升我国航空事业正处于快速发展阶段,对于飞机制造的要求也在不断提升,而飞机骨架零件体积也开始向大型化迈进。
对于大型化飞机骨架零件而言,在制造中不仅需要保证零件的生产效率,还需要保证其质量,避免在制造和装配中发生变形问题[2]。
为实现这一要求,就需要采取有效的检测与控制举措,提升飞机装配精准度。
然而,我国飞机制造企业在装配时还缺少科学完善的检查与控制举措,在检测和控制过程中因为一些举措不到位导致飞机装配操作难以适应飞机设计有关技术要求。
2.制孔质量难以保证在飞机制造过程中,复合材料最为常见,其也是飞机制造必不可少的材料。
尽管复合材料在飞机制造中的应用可以有效提升飞机的整体性能,然而该材料还存在一些不足,并且受到复合材料的影响,在飞机制造过程中很容易引发制孔质量问题。
就比如说,一些飞机制造企业在制孔中,运用的是传统的手工制孔方式,传统的手工制孔方式在实际应用中有很大概率引发孔径椭圆或是复材分层质量问题,对飞机制造的整体质量带来影响。
飞机大部件自动对接装配技术摘要:飞机的发展方向是大尺寸、高可靠性、长寿命、隐形、轻便、快速发展。
飞机零件结构中大量使用钛合金、复合材料等难以加工的材料与锯齿形皮肤对接,对飞机零件对接装配提出了更高的要求,迫使飞机零件对接的内部技术从仿真协调、固定专用工具手动装配到数字协调、柔性工具柔性自动装配,研究并应用了基于数字协调的飞机零件自动对接。
关键词:自动对接;数字化装配;飞机大部件;误差控制前言近年来,随着科学技术的迅速发展和制造水平的不断提高,飞机制造需要更高质量、效率更高、成本更低和更普遍的飞机部件组装技术。
国内外投入了大量人力和物力,研究柔性数字飞机装配技术,特别是先进国家航空公司开发和应用的大型飞机零部件数字自动对接技术,取得了巨大成果。
1自动化对接系统概述(1)自动冲击阻尼系统是用于连接大型飞机部件的柔性系统。
该系统具有高精度测量仪,可确保定心单元的定位精度。
(2)在整个接收过程中自动化和数字化柔性定位设备的使用,实现通信数字化,简化集成平台的建立和效率,减轻工作人员的负担;(3)虚拟装配系统可以利用装配的理论模型来规划和验证焊接历史,同时为焊接提供理论数据。
此外,它还可以通过测量飞机形状来改变理论模型,从而实现实际装配生产的虚拟缝合。
通过集成软件平台实时控制定位装置。
采用虚拟装配系统中激光跟踪、力传感器和关键位置的测量数据,将焊缝中使用的定心单元、传感器和测量仪器组合成一个整体,减小元件之间的装配间距。
2数字化自动对接装配的关键技术2.1大尺度数字化测量场构建与其他尺寸不同,大型飞机零部件的空间位置测量具有较大尺寸、较高精度要求和较难测量。
要使大型零件精确缝合,首先需要解决测量字段排列问题,这些问题对于整个测量系统的数据收集和传输、测量精度的提高以及装配的顺利进行都很重要。
首先,您必须撷取组合座标系统和飞机组合座标系统的配合,以及大型组合之间的精确相对位置,也就是执行整个贴附程序的现场组合座标系统。
飞机大部件自动对接集成控制技术探究◎马强(作者单位:中航通飞华南飞机工业有限公司)传统的大部件装配方式已经无法满足现代化的飞机研制要求,飞机大部件自动化对接装配技术已经逐渐成为现阶段飞机制造过程中的必备技术,采用对接平台系统不仅能够提高机体的装配质量,还可以适应不同尺寸的机翼结构,通过发挥自身的适用性,有助于实现对部件的精准定位与控制。
一、对接集成控制关键技术自动化对接集成控制系统主要包括测量系统、运动规划、控制装配、信息集成以及运动仿真等多方面的技术,可以有效解决装配测量场的建立、部件的分配、协同运动的规划以及部件的安全性等方面的问题,进而加大对有效的数据的搜集、统计、分析与评估力度。
1.测量技术。
大部件对接装配主要采用的是数字化的检测设备,并且不需要通过直接接触就能够对设置的地标测量点以及产品的部件光学靶标点进行测量,再将实际数据与理想数据进行拟合分析并计算,有助于建立精确的空间位姿。
由于对接部件属于运动型部件,对于未知的测量和计算相对比较频繁,利用自动测量仪器,可以对测量点的顺序进行自动踩点,提高装配的整体效率。
(1)自动测量。
在实施自动测量时,需要提前估算出测量点的具体位置,并发送携带目标位置数据的相关指令,确保测量仪器的激光能够传送到指定的位置,在小范围内准确的找到靶标点的位置,进而再反馈到测量软件系统当中。
相关人员可以结合实际情况灵活地运用估算测量点的方法,并结合数据位移的总量,利用数据定位器计算各运动轴以及测量点的位置。
(2)评估测量数据。
利用测量数据来计算部件的位置以及坐标的拟合之前,首先需要保证评估数据的正确性,并剔除较大的偏差数据,避免对正常对接流程造成影响。
部分测量点是固定在测量部件上的标靶点,所以相关人需要着重考虑部件的变形范围,明确部件的姿态以及测量点之间的对应位置关系。
(3)计算位姿。
位置的数据可以准确的反映出部件在装配坐标系下的空间位置和整体姿态,而对位姿的计算,实际上是帮助相关人员明确装配测量部件的布局坐标系以及装配坐标系之间的变换关系。
飞机装配过程数字化测量技术张开富【摘要】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.【期刊名称】《航空制造技术》【年(卷),期】2016(000)010【总页数】9页(P32-40)【关键词】数字化测量;飞机装配;智能装配【作者】张开富【作者单位】西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室,西安710072【正文语种】中文近年来,伴随着信息技术、网络技术、自动化技术、人工智能技术等先进技术的蓬勃发展,全球制造业正迎来一次深刻的产业变革机遇。
在“工业4.0”、“先进制造业伙伴计划”和“中国制造2025”等一批国家战略规划中,纷纷将发展智能制造列为核心与焦点。
飞机制造业作为制造业技术密集型的尖端行业,也面临着生产方式的深刻变革,构建数字化、信息化、网络化、自动化深度融合的智能制造体系既是长远的发展目标,也是当前的迫切需求。
对于飞机装配过程而言,数字化测量技术可以实现对飞机产品装配要素信息的精确采集,确保装配过程状态信息的实时获取,是智能制造体系中实现飞机装配物理状态与信息网络之间互联互通的支撑性关键技术。
随着飞机装配过程向智能化迈进,数字化测量技术已经成为促进飞机智能化装配快速发展的关键因素和重要力量,并不断向“智能测量、反馈控制”的目标发展。
飞机装配过程测量方法发展历程1 模拟量传递下装配定性测量技术阶段飞机外形是复杂曲面,并且协调准确度要求高。
在我国飞机制造业的早期阶段,为了满足生产工装间协调性和零件、装配件及部件的互换性,在制造过程中采用传统模线样板-(局部)标准样件协调方法,通过模线、样板和标准样件等实体模拟量传递产品的形状和尺寸。
飞机装配中大尺寸测量场的建立与优化技术研究
摘要:本文分析了面向飞机装配的大尺寸测量场的组成要素与构建价值,在此基础上,从装配坐标系的建立、激光跟踪仪转站原理、参数定义、算法几方面入手,着重阐述了激光跟踪仪转站这一大尺寸测量场的构建优化技术。
关键词:飞机装配;大尺寸测量场;激光跟踪仪转站
引言:在实际的飞机装配过程中,想要完成飞机部件上所有关键特征量的测量,就必须要确保复数的激光跟踪仪同时运行。
在激光跟踪仪转站技术的支持下,可以完成大尺寸测量场的建立,并保证其覆盖整个飞机装配空间。
依托大尺寸测量场,能够实现飞机部件之间的定位、装配与对接,在落实飞机装配中有着极高的构建与优化价值。
一、飞机装配中大尺寸测量场的构建分析
(一)大尺寸测量场的组成要素
大尺寸测量场主要包含数字化测量设备、数字化定位设备、飞机部件以及多种装配工装等等,而这些设备与工装均具备其独特的坐标系。
当前,普遍将这些坐标系划分为四种类型,即部件坐标系、装配坐标系、设备坐标系、测量坐标系[1]。
其中,部件坐标系主要指飞机装配部件的位置;装配坐标系主要指存在与整个装配空间内部的基准坐标系;设备坐标系主要指存在于装配现场中的设备、工装位置,包括机床、机器人、定位设备等等;测量坐标系主要指飞机装配时各个激光跟踪仪的坐标系。
对于存在于飞机装配现场内的多个激光跟踪仪而言,其位置可以根据工况与需求的不同进行调整。
此时,若是某一激光跟踪仪的位置发生变化,则测量坐标系相对于装配坐标系更为独立。
实践中,笔者提前在飞机装配现场的地面(装配平台也可以)上设置在增强的系统参考点,以此维护激光跟踪仪测量坐标系与装配坐标系之间的相对关系。
(二)大尺寸测量场的重要作用
1.推动飞机装配系统数字化、集成化
面向飞机装配的数字化系统中,不同的设备具有独自的坐标系。
此时,若是不设定一个统一的坐标系基准,则会导致各个设备之间的姿态、位置难以有效关联,最终造成不同设备无法协同工作。
而通过建立大尺寸测量场就能够避免上述问题的发生,可以确保所有设备均在装配坐标系内完成定位,构建起不同设备之间的相对运动关系与相对几何关系,最终实现飞机系统的数字化与集成化,并达成协同运行的目标。
2.实现对飞机装配系统的数字化定位
在实际的飞机装配中,其过程具有较高的复杂性,传统方法由于成本较高、操作繁琐的原因已经不再适用。
而通过构建大尺寸测量场,促使飞机的数字化装配成为现实,提升了定位的准确性与快捷性,并使得自动化代替大多人工操作,降低了装配成本。
二、飞机装配中大尺寸测量场的优化技术探究
(一)装配坐标系的建立
在飞机装配现场中,装配坐标系在测量值的确定中占据着基础性地位,也是多种设备位姿、装配部件位姿的基础内容。
从理论上来看,装配坐标系的方向、位置均可以在增强的系统参考点上展开确认,以此了解增强的系统参考点在装配
坐标系内的位置。
从实践的角度来看,若不存在特殊情况,可以将装配系统中最
长的运动轴线方向视为装配坐标系的方向,以此降低系统误差的发生概率,并更
好的满足用户的现实需求。
结合上文分析与实践能够完成装配坐标系的流程确定,具体如下:确定增强
的系统参考点的位置,即依托激光检测跟踪仪实现所有增强的系统参考点当前位
置的测量;进行装配坐标系的参考原点与参考方向;构建装配坐标系;实施增强
的系统参考点的理论值计算。
(二)激光跟踪仪转站原理
飞机装配中,装配坐标会随着激光跟踪仪的移动发生变化,因此,激光跟踪
仪相对于装配坐标的方向、位置需要展开进一步计算。
也就是说,在组建大尺寸
测量场中,主要完成了坐标变换矩阵中旋转矩阵与平移矩阵最佳估计值的确定,
而这样的估计规程为转站。
在完成转站后,使用公式y=f(x)=Rx+T能够激光跟踪仪可以直接输出在装配坐标中的测量值。
其中,y为装配坐标条件下检测点的测量值;x为激光跟踪仪检测坐标条件下检测点的测量值;R为测量坐标系至装配坐标系的旋转矩阵;T为测
量坐标系至装配坐标系的平移矩阵。
使用公式可以完成转站中旋转矩阵与平移矩阵最佳估计量的计算。
其中,RE
代表着激光跟踪仪转站误差。
(三)激光跟踪仪转站参数定义
对于旋转矩阵与平移矩阵来说,其主要代表着装配坐标条件下测量坐标系的姿
态以及位置,两者之间具有一定的几何意义。
其中,姿态参数主要代表着在装配
坐标条件下,激光跟踪仪坐标系中坐标轴的方向,四元数法、欧拉角法等为较为
常见的坐标系方向表达方法。
位置参数主要代表着激光跟踪仪测量坐标系远点在
装配坐标中的位置。
(四)激光跟踪仪转站算法
对两组对应点集站的位置进行匹配,在此基础上可以实现两个坐标系之间相
对位置关系的确定。
从计算机视觉与图像匹配领域角度来看,刚性匹配为最典型
的问题,且相应技术被广泛应用与外科手术定位、卫星定位等领域。
目前,奇异
值分解法为最常用的一种关于刚性匹配的求解算法。
该算法的理论描述主要如下:假定M是一个m×n阶矩阵,其中的元素全部属于域K,即实数域或复数域,如此则存在一个分解使得。
其中,U代表着m×m阶酉矩阵;Σ代表着半正定m×n 阶对角矩阵;而V*代表着n×n阶酉矩阵,也就是V的共轭转置。
这一分解流程
被称作M的奇异值分解。
对于任意的奇异值分解,矩阵Σ的对角线上的元素等于M的奇异值。
U和V的列分别是奇异值中的左、右奇异向量[2]。
基于此,可以总
结得出:一个m × n的矩阵最多可以拥有 p = min(m,n)个不同的奇异值;总是可以
找到在Km 的一个正交基U,组成M的左奇异向量;总是可以找到和Kn的一个
正交基V,组成M的右奇异向量。
总结:综上所述,在面向飞机装配的大尺寸测量场中,包含数字化测量设备、数
字化定位设备、飞机部件以及多种装配工装等等,且这些设备与工装均具备其独
特的坐标系。
而依托激光跟踪仪转站技术,能够将不同的激光跟踪仪测量值实现
在装配坐标系内的统一转换,保证了测量网络覆盖整个飞机装配现场。
参考文献:
[1]李婷,李建双,缪东晶,等.温度条件对大尺寸测量装置精度影响的研究[J].计量学报,2019,40(06):975-979.
[2]章平,常晏宁,王皓.基于全站仪的大尺寸测量场数据融合技术[J].机械设计与研究,2019,35(03):140-144+149.。