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时间:2019-11-26
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1、航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaMay252011V01.32No.5908—919ISSN1000—6893CN11—1929/Vhttp:#hkxb.buaa.edu.cnhkxb@buaa.edu.cn文章编号:1000—6893(2011)05—0908—12大型飞机机身调姿与对接试验系统邱宝贵,蒋君侠*,毕运波,方强,王青,詹建潮,李江雄,柯映林浙江大学流体传动及控制国家重点实验室,浙江杭州310027摘要:为实现飞机大部件装配过程的数字化、自动化和柔性化,研制了大型飞机机身调姿与对接试验系统。阐述了该系统的工作原理,通过激光跟踪仪测
2、量试验机身上的检测点,集成管理系统计算试验机身的位姿,控制系统驱动多个三坐标数控定位器协同运动,实现试验机身的调姿与对接。建立了位姿调整机构的运动学模型,针对构建的硬件平台完成了包括集成管理系统、测量系统和控制系统在内的软件开发与集成,并对系统的性能进行了测试。试验结果表明,试验机身的位置调整精度优于0.09mm,姿态调整精度优于0.0005。。试验系统涉及的若干关键技术已成功应用于多项国家重点型号工程,大幅提高了飞机装配的质量和效率。关键词:装配}三坐标数控定位器;激光跟踪仪;位姿调整;运动协调中图分类号:V260.2文献标识码:A大飞机产业是凸显一个国家综合实力的战略性产业,独立研制大
3、飞机是中国航空界的一个夙愿。通过大型飞机的研制可以推动一个国家基础科学及基础工业的发展,带动一大批相关产业。中国航空工业经过50多年的发展,已具备发展大型飞机的技术和物质基础LlJ。现代大型飞机零件数量多,内部空间紧凑,协调关系复杂。其中飞机装配劳动量占整个飞机制造劳动量的50%以上。因此,飞机装配是一项技术难度大、涉及学科领域多的综合性集成技术,在很大程度上决定了飞机的最终质量、制造成本和周期,是整个飞机制造过程的关键和核心技术r21。目前,中国飞机装配基本上还沿用20世纪60一70年代苏联的传统方法,根据实物样件以模拟量的形式传递零部件的形状和尺寸,大量采用专用型架进行定位和夹紧[3]
4、。特别是在进行大部件对接装配时,甚至仍采用手扶肩扛操作,各对接部件分别放在托架或拖车平台上,人工推动一部件缓慢靠近另一部件,观察并调整连接孔销,对准后插入。这种装配方式的主要缺点有:①大型飞机部件笨重,人工推动困难且效率低下;②手工操作很难保证对接面上孔销的准确配合,常造成强行挤压装配;③需要在对接部位设计制造相应的标准工装(如卡板、专用定位装置等)用于协调,工装准备周期长且无互换性[2]。综合考虑大型飞机装配的质量、成本和效率,提高其装配自动化技术水平是大型飞机制造的必然趋势¨]。近年来,以Boein9777、Boein9787、A340、A380、C-17为代表的新型大型飞机生产集中反
5、映了大型飞机先进装配技术的现状和发展趋势,普遍采用激光测量技术、精确定位技术、数字化协调方法、无型架装配技术和自动钻铆技术[4.引。在数字化环境下,总装中传统的人工对接平台已被计收稿日期:2010-08.16;退修日期:2010-09—09:录用日期:2010-10-09;网络出版时间:2010-11加117:39网络出版地址:www.cnkinet/kcms/detail/11-1929一V.20101101.1739.000.htmlDOI:CNKI:11-1929/V一20101101.1739.000基金项目:国家自然科学基金(50905161)*通讯作者.Tel.:0571-87
6、953930E-mail:junxia.jiang@126.corn飘用罄武I邱宝责.蒋君侠.毕运渡.等.大型飞机枧身调姿与对接试验系统£∞.航空学摄,2011.32(5):908-919.QiuBaogui.JiangJunxia,BiYunbo,eta1.Posturealignmentandjoiningtestsystemforlargeaircraftfuse/agesLJJ.ActaAeronauticaetAstronauticaSinica.2011,32(5):908-919j$‘z贵§:★《1mn身目安j目《##《%算机控制的=三坐标数控定位器、激光跟踪定位系统和控制系
7、统组成的秉性对接平台所取代¨。德国Br6tje公司研制r一套自动化装配系统.用于精确调整和定位飞机机身以实现最佳质垃的对接和装配。浚系统主要包括数控定位器,激光跟踪仪、控制系统和软忭。。为了系统掌握大型E机数宁化装配巾的激光测量、数控定位、多轴协同运动、数字化协i同和集成控制等戈键技术.浙汀人学依托罔家“211工程”建设项目.研制r大型飞机机身调姿与对接试验系统。该系统由试验机身、三坐标数控定位器,激光跟踪仪、配套软件等
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