基于关键测量特性的飞机装配检测数据建模研究

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1、航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaNov．252012V01．33No．112143．2152ISSN1000—6893ON11-1929／Vhttp：／／hkxb．buaa．edu．ci3hkxb@buaa。edu．cn文章编号：1000—6893(2012)11-2143—10基于关键测量特性的飞机装配检测数据建模研究陈哲涵，杜福洲*，唐晓青北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京100191摘要：数字化测量辅助飞机装配技术是实现装配关系数字化协调、提

2、高装配精度与效率的关键技术之一。基于数字化测量的装配过程依赖于产品设计、工艺设计、加工与部件装配等多个环节产生的数据，因此，构建统一的数据模型，实现各环节间的数据关联与映射，是实现基于数字化测量的装配过程监测、调控与质量保证的关键。本文首先提出了“关键测量特性”的概念，拟解决产品设计特性、工艺特性向测量特性的映射，并最终转化为关键测量点集；分析了飞机装配中关键测量特性间的几何数据关系，并揭示了其与部件关键装配关系之间的关联，在此基础上构建了以关键测量特性检测数据为节点的飞机装配广义尺寸链；通过对广义尺

3、寸链各节点、组成环及封闭环的数学表达，构建飞机装配过程检测数据模型；讨论了该模型在飞机装配质量控制过程中的应用模式，并以翼身对接为案例，对基于关键测量特性的飞机装配过程检测数据建模过程及应用进行了阐述。关键词：关键测量特性；检测数据模型；广义尺寸链；装配关系协调；测量辅助装配；质量控制中图分类号：V262．4；THl64文献标识码：A装配是飞机制造过程的关键环节，提高装配效率和质量是航空制造企业降低生产成本、缩短交货周期及保证产品性能的重要手段[1]。随着高效率、高精度的大尺寸空间测量技术的发展与应用

4、，测量辅助装配(MeasurementAssitedAssem—bly，MAA)技术成为保证装配质量的关键技术之一[2巧]，得到了广泛重视和较快发展。其中，可测性分析与测量系统选型、测量规划等技术为数字化测量系统的应用提供指导[6蜘；接口管理、测量辅助的确定性装配以及测量过程建模等技术为基于测量的装配过程控制提供了支持[9。引。飞机产品装配关系复杂，装配关系的数字化协调过程依赖于产品设计、工艺、装配、检测及产品数据管理等多个环节，包括测量方案的合理规划，检测数据的采集、组织与分析，以及检测结果的有效反

5、馈。为有效整合数据，实现产品设计、测量规划和装配控制等环节的数据衔接，解决目前在测量辅助装配技术应用中缺乏统一的检测数据组织形式与普适的分析方法的问题。本文提出“关键测量特性”的概念，并基于关键测量特性实现产品设计要求向检测需求的映射；采用广义尺寸表达关键测量特性间几何关系，构建以广义尺寸链为核心的检测数据模型，讨论了其在装配质量保证中的应用模式；最后以翼身对接过程为案例对其在总装过程中的应用进行了说明。1装配过程的关键测量特性检测对象的合理选取是对检测数据进行有效组织和充分利用的前提。飞机装配过程的

6、检测对收稿日期：2012．04—18；退修日期：2012．06—21；录用日期：2012．07-27；网络出版时间：2012—08—2113：57网络出版地址：WWWcnki．net／kcms／detail／11．1929．V．20120821．1357．004htmI基金项目：国家自然科学基金(50905010)；国家商用飞机制造技术研究中心刨新基金($AMCl2-JS一15-044)*通讯作者．Tel．：010-82316795E-mail：du—fuzhou@163．com戤用撂武IchenZH

7、．DuFZ，TangXQKeymeasurementcharacteristicsbasedinspectiondatamodelingforaircraftassembly．ActaAero．nauticaetAstronauticaSinica，20{2，33(11)：2

8、43-2{52。陈哲涵，杜撂溅，磨疣青．基于关键测量特姓酶飞枧装配检测数据建模研究航空学报。2012．33(11)：2143-2152．航空学报NOv．252012VOl33No11象既要具备关键性(对飞机装配质量有显著影响)，

9、从而能够基于其检测数据对装配过程进行监控；又必须具备经济性(符合现场测量能力的要求)，不会大量增加测量周期和成本。综合上述两点要求，本节提出关键测量特性(KeyMeasure—mentCharacteristics，KMCs)的概念，基于产品设计阶段的关键特性，通过设计向装配和测量的映射，实现面向测量辅助装配的检测对象选取。1．1关键测量特性定义飞机装配过程关键特性通常分为关键产品特4性(Key：ProductCharacteristicS，KPCs)和