大型筒体-端框对接装配位姿计算与调整研究

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1、制造技术研究航天制造技术制造技术研究大型筒体-端框对接装配位姿计算与调整研究王永青李猛刘海波李亚鹏（大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室，大连116024）摘要：为提高大型部件筒体-端框对接过程中的装配精度，研究了一种大型筒体-端框对接装配位姿计算与精确调整的方法。该方法利用大型筒段装配对接面的实际测量信息，建立了大型筒段位姿的数学模型，求解出筒体动态位姿的调整参量，进而实现了对大型筒段装配位置和姿态的精确调整，提高了对接装配精度和效率。通过某大型筒体-端框对接装配中的实际运用，表明所研究的大型筒段对接装配位姿调整方法满足了这类大型

2、部件的对接装配精度要求。关键词：大型筒段；位姿计算；大部件对接；在线检测ResearchonPostureCalculationandAdjustmentforLargeCylinderandEnd-frameButtAssemblyWangYongqingLiMengLiuHaiboLiYapeng(KeyLaboratoryforPrecisionandNon-traditionalMachiningTechnologyofMinistryofEducation,DalianUniversityofTechnology,Dalian1

3、16024)Abstract：Togethigherassemblyaccuracyduringtheassemblyprocessoflargecylinderandend-frame,anovelposturecalculationandaccurateadjustmentmethodofbuttassemblyisproposedinthispaper.Afterthemeasurementofthebuttassemblysurface,amathematicalmodelisestablishedtodescribethepos

4、tureofthelargecylinder,whichisusedtocalculatetheadjustmentparameterstorealizethepreciseadjustmentofthepostureofthelargecylinderandimprovementofprecisionandefficiencyduringtheassemblyprocess.Theproposedmethodisappliedtothebuttassemblyprocessofsomelargecylinderandend-frame.

5、Theresultsindicatethatthispostureadjustmentmethodoflargecylindercanmeettheprecisionrequirementofbuttassemblyofthiskindoflargeparts.Keywords：largecylinder；posturecalculation；largecomponentbutt；on-lineinspection1引言姿仍依赖于手动打表和工人经验反复操作与试装实现，该方式不但调姿效率低、对接质量差，且调姿精具有金属端框结构的大型复合材料

6、筒段因其优度难以保证，已不能满足现代国防武器安全、长寿命越的机械性能，被广泛应用于航空、航天等国防领域。的发展要求。因此，研究一种针对大型筒体-端框对大型筒体-端框精确对接是保证产品准确性和稳定性接装配位姿快速计算与精确调整的方法，以实现大型的关键环节，而筒体-端框对接位姿的调整精度直接筒段位姿精确调整，具有重要的意义和工程价值。影响到大型筒段装配质量。目前，筒体-端框对接调近年来，为提高大部件装配质量，国内外学者在基金项目：973计划课题（2014CB046604）；国家自然科学基金（51305062）。作者简介：王永青（1969-），

7、教授，机械电子工程专业；研究方向：数控及数字化制造系统、精密测量与控制。收稿日期：2015-02-041制造技术研究2015年4月第2期大部件装配位姿计算与位姿调整领域做了很多工作。法，解决了传统以大型部件外轮廓测量点为基准点对[8]杜福洲等提出了基于位姿测量不确定度的大部件对接方法难以获得精确对接位置的问题；浙江大学研接质量评估方法，给出了数字化对接环境下大部件位制的大型飞机机身调姿与对接实验系统，具备大型飞[1][9]姿的数学表达式；WilliamsG等研制了基于激光跟机数字化装配调姿与对接的主要功能。上述研究为踪仪、定位器和控制系统

8、相组合的位姿调整系统，替大型筒段精确装配位姿计算与调整提供了有效参考。[2]代了传统人工对接平台；HartmannJ等提出了数字本文基于大型筒段装配对接面的特征参量，计算[3]化测量系统在飞行