面向数字孪生的飞机装配测量与调控

飞机装配所涉及的内容和技术十分复杂,应用数字孪生技术可使制造人员清楚地掌握飞机装配过程中和装配后的状态,多源数字化测量技术是建立数字孪生体和实现数字孪生的基础,通过补偿、协调、调整等调控手段,可使飞机装配整个过程的几何量、力学量处于合理范围,从而保证飞机装配质量。在分析相关技术国内外应用状况的基础上,给出了基于数字孪生的飞机装配测量与调控技术的实现途径。

基于数字孪生的飞机装配激光跟踪仪站位优化研究

由于飞机部件尺寸大,装配现场工装分布复杂,导致激光跟踪仪通视不佳,在引导装配或下架检验时需要反复调整激光跟踪仪站位,严重影响了测量稳定性及效率。为解决此问题,提出基于数字孪生的飞机装配激光跟踪仪站位优化方法。建立了面向飞机装配的激光跟踪仪测量约束模型,构建了基于飞机装配现场要素精准仿真的数字孪生系统,完成了对激光跟踪仪布站位置的优化,最后通过对数字孪生系统中激光跟踪仪的测量仿真,验证了遗传算法求解激光跟踪仪最佳站位的可行性。研究结果表明,优化后激光跟踪仪对测量点的覆盖率提高了110%,测量点的重合率由11.7%提高到55.5%,激光跟踪仪对测量点的覆盖率和测量点的重合率均有显著提升。

面向飞机装配批架次完工时间的仿真预测方法

针对传统离散事件仿真方法缺乏对产品间差异化分析的局限性,提出一种面向飞机装配批架次作业过程的仿真预测方法。围绕飞机架次标签,研究对批架次装配作业过程中各类基本要素与交互关系的形式化定义,由此完成站位、整线仿真模型的构建;研究支持产品差异化分析的仿真推进框架与执行机制;以仿真结果数据为基础,提出基于区间估计法的架次完工时间预测方法。实验结果表明:该方法能准确地输出各架次预计完工时间的置信区间,为现场提供可靠的评估依据。

超大空间温度变化对飞机装配协调精度的影响规律

飞机大型构件一般由多材料、多尺寸零/组件按照一定工艺装配而成,大尺寸装配空间场内的温度变化会引起零/组件在装配过程中产生较大且不一致的热变形,进而影响飞机产品装配协调精度。基于百万立方米全域作业空间内的飞机大型复材构件的高精度装配需求,研究了温度变化对工装及产品在不同材料组合方式的热变形影响。以5米级飞机典型复材翼盒构件装配为分析对象,结果表明当温度变化5℃时,影响装配协调精度偏差为0.1~0.2 mm。因此,在装配工艺设计过程中,需要考虑±5℃的温度变化对产品装配热变形的误差补偿,对提高飞机装配协调精度具有重要意义。

基于产品基因与感性意象的飞机装配工艺装备设计应用研究

为提升飞机装配工艺装备产品的工业设计效率,塑造飞机装配工艺装备产品在行业中的品牌效应,提升产品市场竞争力。引入产品族设计理念,提出一种基于产品基因与感性意象的飞机装配工艺装备设计方法。首先,收集国内外典型工艺装备进行特征提取,然后将特征基因与感性意象关联建立飞机装配工艺装备的产品基因库,再基于数量化理论I构建产品基因与感性意象的数学模型,最后以侧壁长桁翻转工艺装备设计为例进行验证。基于产品基因库生成的侧壁长桁翻转工艺装备概念设计方案符合设计预期。该方法通过利用数学模型与产品基因库有利于工艺装备概念设计方案的形成,有助于企业将来推进产品族设计。

电磁铆接技术在大飞机装配中的创新应用与效率提升研究

电磁铆接技术是航空工业创新技术之一,在大飞机装配领域得到越来越多的关注。研究目的是探索电磁铆接技术用于大飞机组装的现状,技术优势及提高组装效率与品质。通过对电磁铆接技术原理,特点及在飞机蒙皮铆接与智能化装配过程中应用情况的分析,阐明了该项技术对提高大飞机装配效率与质量的潜在作用。同时与传统铆接技术进行比较,给出电磁铆接技术实现自动化装配、改善铆接质量的策略。研究表明:电磁铆接技术能有效地提高大飞机装配精度与效率,对促进航空制造业进一步发展有重要意义。

飞机装配质量管理系统关键技术及其系统的实现

为提高飞机装配的质量和效率,本文深入探讨了飞机装配质量管理系统的关键技术及其实现方式。通过对装配流程、质量控制及系统架构等的细致研究,本文提出一系列创新的解决措施和技术应用,包括高效的数据管理、自动化的工作流程控制和综合的系统测试,旨在为飞机制造行业提供有效的质量管理参考,以确保装配工作的高效执行和产品质量的持续提升。

面向飞机装配过程的数字化预装配检测系统分析

传统的飞机装配检测方法检测准确率较低,对此,研究面向飞机装配过程的数字化预装配检测系统。系统硬件部分包括数据采集、工程辅助以及智能计算硬件。在系统软件设计部分,构建了位姿测量网格以实现飞机装配业务单元实景信息的获取,并基于位置的视觉伺服分析得到当前位姿与目标位姿,以实现飞机数字化预装配偏差检测等方面。通过对图像特征的提取和SVD法求解位姿偏差,实现了对飞机装配的偏差检测。实验结论表明,方法的装配检测时间始终低于10 s,具有较高的检测效率。

大型飞机装配中的高精度测量技术研究进展

飞机装配是飞机制造过程中一个关键的步骤。这个环节涉及到学科非常的广泛,技术流程非常的复杂。飞机装配是由专业的工作人员把飞机各种复杂的零部件,按照规定的技术标准和施工工艺进行拼整合,装配之后并按照相关的工艺标准进行检验。飞机装配过程十分的重要,直接决定了飞机外形的精准度、飞机的质量、和飞机的服役时间长短等。近几年我国的飞机制造行业飞速的发展,大型飞机、重载飞机、长途飞机,已经成为飞机的发展方向。与此同时对飞机制造行业也提出了更高的要求,飞机制造业要向高精度低成本、智能化,多个方面发展。因此,飞机装配的工艺和技术也需要不断地进行创新和改进,以满足这些新的要求。其中,飞机制造过程中纤维复合材料新型飞机制造环节中的关键材料。由于这种材料的性质稳定和承载力比较强,是飞机制造过程中主要的承力结构,需要进行大型飞机的大空间高精度测量和复合材料损伤的高精度检测方向的研究。这个研究的目的是为了确保飞机制造的精度和质量,以满足飞机在使用过程中的各种要求和安全标准。

飞机装配数控柔性多点工装技术及应用

型架是飞机装配的重要工艺装备,为了改变传统飞机装配中一个壁板组件对应一个刚性型架的"一对一"装配模式,减少工装数量,实现数字化柔性装配,提出了一种"卡板定位支点可重构"的数控柔性多点型架的新方法.详细介绍了其基本原理及设计关键技术,利用现场总线技术实现了卡板定位支点的数控调形重构,基于CATIA软件二次开发技术开发了调形计算软件,实现了数控柔性多点型架应用过程中调形数据的全数字量传递.应用表明数控型架运行稳定、可靠,满足精度要求,实现了飞机装配工装的数字化和柔性化,对飞机数字化装配柔性工装技术的研究具有重要意义.

3D环境下飞机装配工艺规划与仿真一体化模型

为实现3D环境下飞机装配工艺规划与仿真过程的集成和统一,提出了一种飞机装配工艺一体化模型。该模型综合了装配工艺设计对产品对象以及工装、工具等资源对象在信息组织管理、零件几何运动描述等方面的要求,确定了装配"产品—资源—工艺"间的层进映射关系,将产品对象和资源对象间复杂的1∶N或N∶1关系分解为具体的1∶1关系,并基于文件对象结构原理建立了其数学表示模型。以某飞机中央翼部件装配为例,将该建模方法应用到自主开发的数字化飞机装配工艺规划与仿真系统中,验证了所提方法的有效性。

飞机装配工艺设计知识本体

如何用计算机描述复杂、经验性的飞机装配工艺设计知识是尚未解决的难题,制约着人工智能技术在飞机装配领域的应用研究。以建立飞机部件装配工艺知识模型为目标,以本体论为指导思想,收集并深入分析了飞机装配工艺设计领域的专家知识数据,总结出影响飞机装配工艺设计的十大因素。对有关领域知识数据进行转换、重构的概念化处理,形成了6个可用计算机描述的概念化领域术语并确立了它们之间的关系,构建了飞机装配工艺设计领域知识的本体模型,初步解决了装配知识计算机描述的问题,为人工智能在飞机装配领域的应用奠定了基础。最后,基于框架表示法,给出了装配知识本体形式化描述的BNF(Backus Normal Form)。

基于模型定义的飞机装配工艺信息建模

为了实现基于模型的定义技术在飞机装配工艺设计中的全面应用,摆脱数字量和模拟量共存的数据传递局面,建立了面向装配工艺设计的MBD模型。通过对飞机装配工艺设计过程进行分析,将装配工艺信息分为装配工艺结构、工艺特征、附加工艺特征和工艺配套信息四类。根据信息构成不同,为各类工艺信息定制有针对性的映射算子,建立设计模型向装配工艺模型的映射关系。采用多视图的方法,对装配工艺信息集成模型进行表示和管理,并将其划分为核心层、工艺扩展层和应用层。最后,利用开发的建模工具集建立了某机型舱门的装配工艺信息MBD模型。

基于CAPPFramework的飞机装配CAPP系统开发

实用化、工程化是 CAPP的发展趋势之一。本文对某飞机公司波音 73770 0垂尾转包生产的装配工艺进行全面分析 ,建立了面向飞机转包生产的装配工艺信息模型 ,并基于 CAPPFramework开发了飞机装配工艺 CAPP应用系统。

飞机装配型架标准件模型化技术

针对飞机装配型架标准件的结构特点 ,在分析目前标准件管理技术及其局限性的基础上 ,提出了飞机装配型架标准件模型化技术。具体内容包括 :( 1 )综述当前常用的标准件管理技术及其特点 ;( 2 )提出并建立型架标准件的信息模型、结构与形状模型和语义模型 ;( 3)介绍型架标准件语义模型的解释机制等。与其它标准件管理技术相比 ,标准件模型化技术的特点是数据模型化、程序通用化以及标准件库扩充与维护方便等。本项技术还可推广应用于典型型架及其元件的管理 。

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、数字照相测量系统以及室内GPS系统,阐述了各系统的工作原理及特点,并对其在飞机装配中的应用进行了论述。根据国内发展数字化装配技术的需要,对数字化测量技术及系统的应用前景进行了展望。

飞机装配中的先进制孔技术与装备

制孔加工是飞机装配过程中的重要工作之一。生产效率的高要求,加工质量、精度的苛刻标准,以及复合材料、钛合金等难加工材料的大量使用,使得飞机装配制孔技术不断面临新的挑战。而基于不同切削原理的制孔新方法与技术装备,成为解决当下飞机装配制孔难题的途径之一。

基于扩展Petri网的飞机装配线建模及平衡方法

针对飞机装配过程复杂、装配线平衡分析困难的问题,提出一种面向对象分层赋时Petri网模型用于飞机装配线建模,并在该模型的基础上提出一种最小化装配线站位数目的启发式方法;结合飞机实际装配的特点论述了该模型的定义规则和构建方法,应用该模型中信息关系传递网的关联矩阵和系统标识的运行规则,论述了飞机装配中将大纲任务到各装配站位最优化分配的启发式方法的具体实现。以某型飞机平尾装配数据为例,应用所提建模理论建立了相应的装配模型,采用基于该模型的启发式方法求解后得到了该平尾装配线站位分配的最优解。实例分析结果证明,所提模型和站位优化平衡方法对指导飞机装配线构建具有较大的应用价值。

飞机装配自主移动式自动制孔系统机构设计

分析了飞机装配自主移动式自动制孔系统机构的功能要求,设计了一种双框八腿真空吸附式自主移动机构。并采用虚位移法对该机构进行了法向调姿自由度分析,分析结果表明该机构符合法向调姿时Z向进给,A、B角转动3个自由度的设计要求。

激光跟踪仪在飞机装配工装制造中的应用

介绍了目前飞机装配工装制造中具有代 表性的计算机辅助测量系统设备--激光跟踪仪的工 作原理及功能,并结合实例介绍了激光跟踪仪的应用。