基于测量数据的飞机数字化预装配技术

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1、数字化装配检测DIGITALASSEMBLYINSPECTION基于测量数据的飞机数字化预装配技术AircraftDigitalPreassemblyTechnologyBasedonMeasuredData北京航空航天大学机械工程及自动化学院罗振伟　梅中义[摘要]在大型飞机部件数字化柔性装配过程中，未必能保证其他指标满足要求，无法对装配结果进行合经常出现由于零部件制造误差、工装安装误差、零部件理评估，没有对装配精度提升贡献出原有价值。受装配应力变形而导致的干涉问题。通过对每个装配件外形数据进行采集、分析，

2、提取实际关键尺寸数据，构1　实测数据模型预装配技术概述建检测模板，并根据实测数据进行预装配，可以提前发传统的数字化预装配是在计算机内部，以装配件理现干涉问题，并能对装配质量进行预评估。论模型为仿真数据模型，进行装配动作仿真，实现对装关键词：数字化预装配　数字化测量　装配干涉配操作流程的优化及装配干涉的检测。数字化预装配[ABSTRACT]Indigitalflexibleassemblypro-替代实物形式的预装配过程，方便快捷，可以在一定程cessofthelargeaircraftcomponent,p

3、artandcomponent度上节约装配成本和时间，能对因设计不当引起的装配manufacturingerror,equipmentinstallationerror,anderror干涉作出有效的预测。createdbyassemblystressdeformationoftencausethein-基于测量数据的数字化预装配技术（即实测数据模terferenceproblem.Throughcollectingandanalyzingthe型预装配技术）是针对传统数字化预装配中无法预测实shapeda

4、taoftheassemblycomponent,extractingthekey际情况干涉、无法进行装配质量预评估等不足而提出解dimensiondata,buildingcheckingtemplateandmaking决方法，是通过提取零件的实际数据，在实测数据的基thepreassemblybasedonthemeasureddata,theassembly础上进行装配仿真的技术，如图1所示。interferencecanbefoundinadvance,andthepreliminaryevalu

5、ationoftheassemblyqualitycanbealsocompleted.Keywords:DigitalpreassemblyDigitalmeasure-mentAssemblyinterference由于现代飞机对轻质、经济、安全和长寿命有更高要求，传统的飞机部件装配依靠工装和工艺补偿来保证零部件之间的协调，依靠模线模板、光学仪器等装备检测装配质量，很难满足需求。现代飞机部件装配精度在很大程度上决定了飞机的最终质量，国外先进飞机制造公司已经开始大规模将数字化测量系统引入飞机装配中，利用数

6、字化测量系统高精度的测量、控制和分析系图1　CATIA数字化预装配仿真[1]Fig.1　DigitalpreassemblybyusingCATIA统，提升飞机装配精度。在大型飞机数字化装配过程中，传统的数字化预装配是根据统一的三维理论模型进行虚拟装配，进而检测实测数据模型有两种形式。一种是点云形式，数据装配过程中出现的干涉情况，提前解决干涉问题。但在来自数字化测量设备采集的零件外形数据，包括关键实际装配过程中，由于零部件的制造精度、装配精度、工点、基准点、关键特征外形数据、重要轮廓边界、曲面外装制造精度、

7、工装安装精度等问题，仍然会出现干涉现形数据等，主要是依据零件精度检测数据集、装配检测象，对此类问题只能通过修配解决。数字化柔性装配过数据集，制定点云的测量方案。点云数据经过匹配拼合、程中，根据零部件的某些关键特性是否到达理论位置决按精度需求压缩后，便得到点云形式的实测数据模型。定装配是否完成，而对装配质量的检测则包含更多的要另一种是数模形式，零件外形数据采集和上述方式相求，如同轴度、轮廓度等。测量点即使达到理论位置也同，但获取点云数据后经过测量软件分析。获取关键尺2013年第20期·航空制造技术99数字化装

8、配检测DIGITALASSEMBLYINSPECTION寸的方法是实测数据，更改数模对应尺寸，即得到实测表1　完全匹配特征组合表数据模型。形状特征组合包含的统计特征组合对于不同形式的实测数据模型预装配方式也不锥面+锥面p+2v或2p+v同。对于点云形式的模型是通过点云配准实现装配，锥面+旋转面p+2v[2]基于测量数据进行干涉分析；对于数模形式的模型锥面+球面2p+v是采用类似于传统的预装配方式，通过工程软件进行