飞机部件调姿系统结构设计与误差补偿

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1、中图分类号：V262.4+1论文编号：102870515-S219学科分类号：082503硕士学位论文飞机部件调姿系统结构设计与误差补偿研究生姓名马志强学科、专业航空宇航制造工程研究方向数字化设计与制造指导教师李泷杲副教授南京航空航天大学研究生院机电学院二О一五年一月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanicalandElectricalEngineeringStructureDesignandErrorC

2、ompensationofanAircraftPartPostureAdjustmentSystemAThesisinManufacturingEngineeringofAeronauticsandAstronauticsbyNameMaZhiqiangAdvisedbyAss.Prof.LiShuanggaoSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringJanuary,2015承诺书本人声明所呈交的硕士学位论

3、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：摘要现代飞机装配过程中逐步使用数字化的柔性自动装配系统，其主要由机械定位系统、控制系统、测量系统和计算机软件等组成。调姿精度是影响飞机

4、装配质量的主要因素。在实际飞机部件装配过程中，飞机部件的姿态调整是基于运动学反解调整的，即给定部件理论位姿求解各主动定位器驱动位移，在运动学反解过程中所用的结构参数是设计值，这与实际结构参数之间不可避免地存在误差，使得部件对合过程位姿误差较大，部件对合过程容易造成干涉。为此结合南京航空航天大学与国内某航空公司某型飞机机身与机翼对接，以3-PPPS飞机部件调姿机构为研究对象，开展了调姿系统误差分析与补偿方面的研究，以期通过误差补偿提高调姿精度，避免机翼机身对接过程中的干涉，提高飞机数字化装配自动化水平与效率。主要研究内容如

5、下：1)分析影响部件调姿与对合过程中的误差因素，并针对调姿机构结构误差，以空间直线副运动误差模型为基础，得到结构误差对对接过程机翼位置误差影响模型。2)根据3-PPPS并联部件调姿机构结构上的特点，以三个随动式位移为切入点，建立球铰位置约束方程，通过求解球铰点的理论位置，给出一种高效的机构位姿正解的封闭解形式。采用运动矢量链路建立调姿机构运动学反解方程。采用激光跟踪仪，辨识出调姿机构结构参数误差，给出基于修正定位器主动轴驱动位移的误差补偿方法。3)设计飞机部件调姿模拟机构，根据设计指标，计算了定位器部分传动部件的结构参数

6、，基于ABAQUS有限元软件对伸缩筒进行了变形校核。根据激光跟踪仪自带的SDK开发数据测量软件。使用单台LeicaAT901-MR在部件调姿模拟系统上完成调姿机构运动误差补偿实验。关键词：部件调姿，并联机构，运动学正解，激光跟踪仪，误差补偿IABSTRACTDigitalflexibleautomaticallyassemblysystemisusingintheprocessofmodernaircraftassembly,whichmainlyconsistofmechanicalpositioningsystem,

7、controlsystem,measuringsystemandcomputersoftware,etc.Theposeaccuracyarethemainfactorsinfluencingtheaircraftassemblyquality.Butintheactualprocessofaircraftassembly,Aircraftpartsattitudecontrolisbaseonthekinematicsinversesolution,namelygivenaparts’theoreticalpositi

8、ontosolveeachactivelocator’drivedisplacement.Thestructureparametersdesignvalueisusedintheprocessofthekinematicsreversesolution.Thisexistinevitablyerrorsbetween