飞机数字化装配技术发展与展望

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飞机数字化装配技术发展与展望

发布时间:2023-01-04T05:53:11.945Z 来源:《中国科技信息》2023年17期 作者: 郭永明 赵远志

[导读] 航空制造业目前正朝着高精度、高效率、经济性和灵活性的方向发展。零件尺寸越来越大,对精度的要求也越来越大。

郭永明 赵远志

中航西安飞机工业集团股份有限公司 陕西西安 710089

摘要:航空制造业目前正朝着高精度、高效率、经济性和灵活性的方向发展。零件尺寸越来越大,对精度的要求也越来越大。这尤其适用于流体曲面轮廓和对接同轴度等关键特性。主要生产和成品特性的微小偏差或波动,例如装配孔、连接面之间的距离等。这会严重

影响产品性能、效率和能耗。飞机装配质量评估,飞机的特点和结构直接影响到所有设备的气动、隐身和结构性能。飞机几何图形的精确

三维测量对于航天工业中的现代设备十分重要。飞机零部件的数字装配结合测量、定位和控制方法作为装配方法。在自动化和数字装配系

统领域,我国开发了大型飞机部件装配和自动钻孔数字装配系统,以满足下一代飞机的需要,解决装配瓶颈问题。

关键词:飞机数字化装配技术;测量;定位和连接问题

现代飞机制造方式代表了国家的综合力量,是改进国防现代化的主要手段。飞机装配是航空工业不可或缺的组成部分,约占制造的一半。飞机制造中飞机装配是的一个重要问题,涉及许多专业领域,包括成千上万件零部件、繁重的工作负荷和高安装精度。尽管在数字

装配技术分析方面取得了进展,但与发达国家相比仍有很大差异,因此,有必要在实践中深化数字飞机的装配。

一、装配单元姿态的测量技术

1.移动激光扫描仪。激光光源用作测量指示器。网状线激光到测量的表面上,并由CCD相机拍摄,可以使用几何图形测量曲面上的点云数据。同时,移动激光扫描仪上有多个检测点,具体取决于空间位置。当测量在两台摄像机的激光扫描仪上检测到至少三个识别点

时,将确定激跟踪仪在全球坐标系中的空间位置(CI和CJ摄像机可以测量测量测量站上扫描仪的测量点)。相机使用复盖整个飞机的移动激光

扫描仪,提供了空间位姿信息,可用于合并测量数据。

2.自动化设备。固定测量站自动化设备主要由升降、机器人和AGV小车组成。当采集整个飞机的数据时,移动激光扫描仪由自动控制单元控制。升降机和工业机器人负责激光扫描仪定位跟踪和飞机内外数据采集工作,在升降机底部,可以装配机器人。该梁在滑块两端

移动,可向前移动,工业机器人以实现三个方向运动,激光扫描仪在工业机器人和AGV上工作,采集机翼左右两侧和底部的数据。机器人

是ABB 500的6自由度,使用ABB提供的IRC5P控制器。

3.系统软件。控制单元,在测量过程中,飞机被分为多个区域,每个区域都被不同的扫描仪捕获。该控制模块向AGV和升降机构,将其移动到特定的站,向工业机器人发送控制命令,改变机器人在末端的位置,控制3D扫描仪的运动,完成该区域的图像采集。数据收集

单元,在工作站上,系统软件发送数据收集说明,以完成工作站上的图像收集。同时,这个软件将同步的发射命令发送给基站,摄像头开

始工作,并完成扫描仪上的每一点的图像捕获,并计算内部位置。处理数据单元,该软件将三维扫描仪和基站收集的图像,以获得三维点

坐标。然后,系统会使用安装在3D扫瞄器上的3D点座标来确定座标系统,并将各种测量点的3D扫瞄器中的点云资料合并到全球座标系统

中,以完成资料处理。最后,对飞行几何进行了评价,并根据测量结果和飞行员理论值的比较,编写了综合质量分布评价报告。

二、飞机数字化装配关键技术分析

国外现代飞机建立在制造和数字装配的理念上,以提高工作效率和质量。主要描述了常用的基础技术。

1.数字量装配和容差分配方法。这种技术应用提高了装配准确度和质量。在装配飞机产品时,只能根据制造组织的经验,在常规装配方法中指分配容差。

装配完之后能满足公差技术需要的可能性依然不确定。产品的质量很难保证。使用数装配统计及计算机手段后,技术人员根据质量特性的

技术要求确定适当的公差和装配顺序,创建数据库,定期调整容差分配,并优化容差分配。最后,找到了一种公差分配方案、降低装配成

本和提高质量的方法。

2.设计三维模型。三维模型技术应用于飞机装配全过程的工艺准备、组织和协调,实现了飞机装配全流程的可视化,实现了数字化工程和制造过程的传递和控制。加工零件设计的合法性和准确性影响产品质量并提高生产率。然而,传统二维图形设计中的某些质量损失可

能会对质量产生负面影响,预组装干预的覆盖范围不足严重限制了产品生产,无法满足狭窄产品开发周期的要求。在装配过程中制造和应

用D/A和D/A加工设备,合理设计和装配工艺,有效规划和模拟路径,设计不协调,尽早发现设计和装配问题和解决方案,避免返工和生产

废料,提高工作效率,缩短开发周期。

3.工艺模拟技术。工艺仿真技术是飞机设计的重要组成部分。使用仿真技术对装配过程进行计算机仿真,可以直观地了解装配计划,并在早期阶段发现工艺设计中的错误。通常,主要程序是设计组合环境的三维结构,三位与三维模型坐标系匹配,并创建具有完整信息的仿真。现场仿真分析中引入了可能的安装方法和相应的对接平台。这些平台定义为整个过程中机械部件的尺寸,平台定义为实物部件的资

源。基于零件仿真,解决了潜在的问题,优化了系统的优化过程和布局,最终实现了高校的精密装配。

4.装配过程的柔性分析。飞机制造的发展是一种柔性装配技术,由激光检测跟踪方法和系统集成控制组成,技术范围广泛。大多数飞机的对接工作是飞机制造中的一个难点。在装配过程中,尺寸大,精度高,精度高。为了保证零件的质量,它可以有效地提高零件的精度

和效率。这些问题可以通过使用柔性数字装配技术结合大型零件的类似结构特征来解决。同时,它可以降低投资成本,提高产品质量。

综上所述,并在分析现代数字装配飞机技术发展的基础上,对该技术的实际应用进行了深入分析,在提高航空产品质量和效率的基础上,促进我国航空产品生产观念的改变,推进和改进飞机装配程序。

参考文献:

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[2]郭雪.浅谈基于数字化技术的航空发动机装配[J].内燃机与配件,2019(18):36-37.

[3]陈涛.飞机数字化装配技术发展与应用.航空制造技术,2020(1/2):60_65.