飛機先進裝配技術簡總結.ppt

第七章 飛機先進裝配技術總結,飛機先進裝配技術,飛機部件自動對接裝配示意圖,目 錄,一、數(shù)字化測量技術,三、自動裝配技術,二、虛擬裝配技術,四、自動化制孔技術,一、數(shù)字化測量技術,飛機裝配中常采用的數(shù)字化測量設備：經緯儀，激光跟蹤儀，局域GPS（i GPS ），激光雷達。,經緯儀：水平角和垂直角；如果要測量單點的坐標值需架設兩臺及其以上的經緯儀。 經緯儀分光學經緯儀和電子經緯儀兩類。 光學經緯儀由人工讀數(shù)，電子經緯儀讀數(shù)由屏顯顯示。,1.1 電子經緯儀測量原理,電子經緯儀測量角度,1.1 電子經緯儀測量原理,電子經緯儀測量單點坐標值,1.1 電子經緯儀測量原理,雙經緯儀測量三維坐標值原理：空間交會測量坐標系,1.2 激光跟蹤儀測量原理,單臺激光跟蹤儀能實現(xiàn)角度和單點三維坐標值測量。,靶球,1.2 激光跟蹤儀測量原理,1.3 局域GPS主要組成部件,激光發(fā)射器 傳感器 信號接收器 中央處理器,激光發(fā)射器運轉示意圖,激光發(fā)射扇面,坐標值測量示意圖,1.3 局域GPS主要組成部件,1.3 局域GPS測量原理,激光發(fā)射器運轉示意圖,激光發(fā)射扇面,坐標值測量示意圖,1.4 激光雷達,Az,El,R,Z,Y,X,x,y,z,激光雷達測量原理,1.4 激光雷達,1.4 激光雷達,激光雷達輔助飛機裝配,1.5 激光雷達、iGPS、激光跟蹤儀三種測量系統(tǒng)比較,測量精度 三種設備的測量精度由高到低依次為：激光跟蹤儀、激光雷達、 iGPS。 操作便捷性 iGPS擁有超大的有效工作范圍（2m300m），設備安裝到位后，無需轉站，用戶便可在被測物體周圍360輕松測量，且一次安裝，多次使用。激光雷達和激光跟蹤儀的水平和垂直角度測量范圍都有限制，并有擋光現(xiàn)象，因此需頻繁轉站，激光跟蹤儀還需要引光。,二、虛擬裝配技術,零件數(shù)模,零件數(shù)模,零件數(shù)模,零件數(shù)模,約束,約束,關系,裝配模型,產品裝配模型信息獲取,裝配序列規(guī)劃,裝配路徑規(guī)劃,裝配干涉碰撞檢查,可裝配性分析評價,軟件環(huán)境,硬件,二、虛擬裝配技術,主要研究內容： （1）裝配模型信息。裝配模型是數(shù)字化預裝配序列規(guī)劃研究的前提，從虛擬制造和數(shù)字化預裝配的觀點來看，裝配模型應該是一種集成化的信息模型，原則上支持面向全生命周期產品設計過程中與裝配有關的所有活動和過程，包括產品定義、生產規(guī)劃和過程仿真中與裝配相關的各個子過程。,（2）裝配序列規(guī)劃 裝配序列的表達應考慮：從裝配模型直接推導出裝配序列的難易程度；裝配序列的各種表達方法之間是否易于實現(xiàn)變換；裝配序列各工序的關系是否表達清楚；能否保證裝配序列的完整性以及正確性；裝配序列表達所需的存儲空間。,二、虛擬裝配技術,（3）裝配路徑規(guī)劃。裝配路徑是零部件在數(shù)字化預裝配空間中的運動軌跡。進行裝配路徑規(guī)劃，目的是實現(xiàn)無碰撞、無干涉裝配，起到保護零件和更快捷、更有效的裝配的作用。因此無論是對人工裝配，還是對機械的自動化裝配、柔性裝配或機器人裝配，都需要進行裝配路徑規(guī)劃。,二、虛擬裝配技術,（4）數(shù)字化預裝配中的碰撞、干涉檢查。主要包括裝配路徑干涉檢驗，干涉和間隙體積計算等。物體在裝配過程中很有可能會發(fā)生碰撞、接觸及其他形式的相互作用?；?D物理模型的數(shù)字化預裝配必須能夠檢測物體之間的這種作用，并做出適當響應，否則就會出現(xiàn)物體之間的相互穿透和彼此重疊等不真實的現(xiàn)象。裝配干涉檢驗可分為靜態(tài)干涉檢驗和動態(tài)干涉檢驗。,二、虛擬裝配技術,（5）可裝配性評價?？裳b配性評價技術的進一步研究對于整個數(shù)字化預裝配技術的發(fā)展有著特別重要的意義。目前可裝配性評價的方法存在不少問題，技術還不成熟，仍然有很多技術問題有待于解決。,二、虛擬裝配技術,DELMIA軟件在飛機虛擬裝配中的應用,DELMIA中人體模型及結構,數(shù)字化預裝配環(huán)境,DELMIA軟件在飛機虛擬裝配中的應用,數(shù)字化預裝配環(huán)境,（A）自然站立時人手作業(yè)域 （B）人體最大彎曲時人手作業(yè)域,數(shù)字化預裝配環(huán)境,Delmia下的裝配可達性檢驗,裝配操作人員沿裝配路徑進行裝配示意,二、虛擬裝配技術,DPE中前梁裝配AO下各工序的操作流程圖,DPM中對各工序下每個零件的裝配過程流程圖,裝配工序規(guī)劃,二、虛擬裝配技術,DPM中前梁裝配仿真過程,裝配仿真,三、飛機自動化裝配技術,自動運輸技術 采用在線數(shù)字化測量、定位及監(jiān)控 建造移動裝配生產線 柔性工裝技術,自動化運輸工具-AGV,自動化運輸工具-AGV,自動化運輸工具-AGV,自動化運輸工具-AGV,自動化運輸工具-AGV,自動化運輸工具-AGV,自動化運輸工具-AGV,自動化運輸工具-AGV,自動化運輸工具-AGV,自動化運輸工具-AGV,自動化運輸工具-AGV,自動化運輸工具-AGV,6.9 新型飛機自動化裝配技術-F-35飛機裝配新方法,自動化運輸工具-AGV,自動化運輸工具-AGV,激光跟蹤儀,飛機設計測量點設計 坐標系統(tǒng)建立 激光跟蹤儀平臺設計 支撐結構的剛性,激光跟蹤儀測量點檢測,波音767飛機采用移動生產線,多構型壁板裝配平臺 數(shù)字量測量定位系統(tǒng),機身壁板柔性裝配,多構型機身段裝配平臺 數(shù)字量測量定位系統(tǒng),機身大部件柔性裝配,千斤頂式自動定位器,托架式自動定位器,大部件柔性自動工裝技術,模擬量/數(shù)字量驅動調整方法 激光跟蹤儀測量定位系統(tǒng) 支撐結構的剛性設計,多點可調支撐結構設計技術關鍵,多點柔性定位技術,機身大部件對接平臺,可調整、數(shù)字控制、支撐結構平臺 數(shù)字量測量、定位、夾緊系統(tǒng) 脈沖移動生產線,水平尾翼柔性裝配生產線,A318/A319/A320/A321總裝線 大型氣浮移動裝配平臺 數(shù)字化控制定位系統(tǒng),飛機總裝柔性生產線,A380 水平尾翼扭力盒裝配平臺,水平尾翼扭力盒裝配工裝定位方式,主定位,次定位,多點成形技術是柔性工裝設計的基礎，其基本思想是采用離散的點來擬合飛機裝配部件的三維型面，即以點代面。采用柔性工裝，可以使飛機裝配型架制造周期大大縮短，并可取代大部分固定裝配型架。利用它的可重構性，一套柔性工裝可以裝配多種飛機零件。,6.11 飛機柔性裝配技術-柔性裝配的關鍵技術,四、自動化制孔技術,國外采用的先進制孔設備除數(shù)控自動鉆鉚機制孔外，還有機器人制孔、帶激光引導的精密數(shù)控制孔中心。 機器人制孔：由于機器人具有多自由度的優(yōu)點，特別適合于對具有復雜外形結構的高質量制孔。它與手工制孔相比可提高效率35倍。F16戰(zhàn)斗機的垂尾石墨環(huán)氧復合材料蒙皮采用機器人制孔，不僅保證了制孔質量，提高了制孔效率，還避免了石墨粉塵對操作人員的損害。 精密數(shù)控加工中心制孔：以F22為代表的第四