飞机部件对接调姿技术研究与软件开发

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1、中图分类号：V262.4+3论文编号：102870515-S184学科分类号：082503硕士学位论文飞机部件对接调姿技术研究与软件开发研究生姓名戴肇鹏学科、专业航空宇航制造工程研究方向飞机数字化装配指导教师黄翔教授南京航空航天大学研究生院机电学院二О一五年三月INanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanicalandElectricalEngineeringResearchontheAdj

2、ustmentTechnologyofPositionandPoseforAircraftComponentAssemblyandSoftwareDevelopmentAThesisinManufacturingEngineeringofAeronauticsandAstronauticsbyDaiZhaopengAdvisedbyProf.HuangXiangSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEng

3、ineeringMarch,2015II南京航空航天大学硕士学位论文承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：III飞机部件

4、对接调姿技术研究与软件开发摘要飞机部件对接是飞机装配的重要内容。部件对接质量和效率很大程度上决定飞机的最终质量、生产成本和制造周期。传统的飞机部件对接方法效率低，精度和质量难以保证，已难以满足现代飞机制造高效、经济性要求。飞机部件自动对接技术集成了数字化测量、柔性定位支撑、计算机集成控制等先进技术，使飞机部件对接自动化、柔性化、数字化、信息化，提高了飞机装配质量和效率，是飞机部件对接技术发展的趋势。本文以飞机部件对接调姿技术为研究对象，对飞机部件对接目标位姿计算方法、部件调姿方法和自动对接工艺流程等进

5、行了研究，并分别开发了翼身自动对接系统和平尾自动对接系统控制软件，开展了自动对接应用试验。本文的主要研究内容如下：1）研究了部件对接目标位姿计算方法。基于调姿控制点约束，面向围框式平面对接、叉耳接头对接两种常见部件结构对接形式，分别分析了部件目标位姿约束条件，建立了部件目标位姿计算模型，求解出的目标位姿能满足部件对接精度和质量要求。2）研究了部件调姿方法，设计了部件自动对接工艺流程。研究了对接坐标系构建方法，确定了对接坐标系和测量坐标系的转换关系。研究了定位器接头球心位置标定方法，定位器驱动解算与优化

6、方法和基于定位器位置反馈的测量点位置解算方法。在此基础上，设计了部件自动对接工艺流程。研究了部件调姿方法，并基于测量点位置解算方法和自动化测量方法，提出了飞机部件同步调姿方法，提高了飞机部件测量和对接效率。3）分别针对ARJ21-700飞机翼身自动对接和某型直升机平尾与尾斜梁自动对接应用，开发了自动对接系统控制软件。软件集成了数字化设备测量控制，对接坐标系构建，部件位姿测量、解算、调整，定位器解算与驱动，对接数据管理等功能，实现了部件自动对接调姿过程控制和管理。并通过部件自动对接应用试验，验证了部件目

7、标位姿计算模型的正确性，部件调姿方法和自动对接工艺流程的合理性，控制软件功能完善，研究成果满足工程应用需求。关键词：飞机部件，自动对接，目标位姿，部件调姿IV南京航空航天大学硕士学位论文ABSTRACTThecomponentassemblyisanimportantpartofaircraftassembly.Thequalityandefficiencyofcomponentassemblydeterminestheaircraftquality,manufacturingcostandcycle

8、toagreatdegree.TheconventionalassemblymethodinChinaisinefficientanddifficulttoguaranteeassemblyprecisionorquality,whichcan’tmeetthedemandofhigherefficiencyandlesscostofthemodernaircraftmanufacturing.Theautomaticassemblymethodofai