现场可视化虚拟装配技术在卫星塔式产品装配中的应用

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1、MoDEuNGs删w嗍建模仿真现场可视化虚拟装配技术在卫星塔式产品装配中的应用Applicationofon-SiteVisibleVirtualAssemblyinSatelliteTowerProduct北京卫星制造厂喻懋林侯伟黎昱【摘要】塔式结构是卫星产品中采用的一种新型结构形式．具有多面复合角度不易装调等特点，与传统的平板形式复合材料结构板装配有很大的不同。现场可视化虚拟装配技术针对这种形式产品的装配特点，运用计算机装配仿真技术．在装配现场对实物模型和理论模型进行对比分析，指导装调过程。保证

2、了这种复杂构型产品的装配精度。关键词：现场可视化虚拟装配塔式结构仿真分析IABSTRACTlTowersmlctureisanewstructIlreinsatelliteproduct．Ithasmultipleangleandisdifliculttobeassembled．Thisidantitymakesithasmanyd诵ercucesfromtraditionaltabulatecompositepanelassembly．Theon．sitevisibleVAtechnologyUS

3、eScomputersimulationtechnologytoanalyzeacademicmodelandactualmodelandinstructsassemblyTheapplicationofthistechnoIogyensurestheprecisionofproductassembly．Keywords：0n-sitevislblevirtualassemblyTowerstructureSimulaflonarialysis塔式结构是指利用塔体结构形式搭载卫星有效载荷的结构形式。

4、当塔体为3面体结构时一般可搭载3件有效载荷。当塔体为5面体结构时一般可搭载5件有效载荷，依此类推，塔体结构越复杂，可承载的有效载荷就越多。由于这种结构形式具有利用较小结构形式搭载较多件有效载荷的优点，因此，国内外越来越多的卫星部件采用了这种结构。但这种结构形式的产品装配具有较大难度，主要体现在一块结构板呈现多面复合角度，装配过程中需要考虑多个结构面的装调位置，保证其精度能够满足后续装配中各有效载荷的安装到位。本文介绍了5面塔式结构产品的装配过程，研制过程中运用了现场可视化虚拟装配技术，在装配现场将产

5、品的装调实际姿态与理论模型位置在计算机上进行仿真分析，实时指导装调，并对最终的装配姿态是否能满足有效载荷的安装进行切实可靠的评估判断。该技术解决了此类不规则多面体结构卫星构件装配的技术难点，具有一定的借鉴意义。1产晶特点分析塔式结构通常由碳纤维复合材料面板、铝蜂窝夹层形式的结构板构成塔体，作为搭载有效载荷的基础。然后在其上安装有效载荷支座或有效载荷。图1所示为一个典型的5面塔式结构产品，蓝色的5面形式结构板连同绿色顶板构成塔体结构，在其上安装有效载荷支座。其5面塔体由一块3面形式的结构板(图2(8)

6、)和一块2面形式的结构板(图2(b))加上顶板构成。圈15面形式塔式结构Fig．15paneli[0worstructure在图2所示的两块复合材料结构板的5个面上安装5件有效载荷支座(如图3)，支座的装配精度完全依靠两块结构板安装是否到位来保证。2现场可视化虚拟装配技术针对塔式结构形式复杂、装配精度高的特点，采用虚拟装配的原理，运用现场可视化虚拟装配技术来判断和指导装配过程。虚拟装配技术作为一个新兴的研究领域，与多种技术相融合，它的发展与产品设计方法学、可视化技术、仿真技术、装配和制造技术，以及装

7、配和制造设备的发展紧密相关“】。利用虚拟装配，可以验证装配设计和操作2011年第22期·航空制造技术67建模仿真MoDEL№sIMuLAT刚一一‘一正_'．(a)3面形式结构板(b)2面形式结构板图25面形式塔体结构分解示意圈Fig2Decompositionof5paneltowersturcute图3有效载荷支座示意图Fig．3Ohgmmofpayloadbeing的正确与否，以便及早发现装配中的问题口I。通常情况下，产品图纸到达工厂前，设计人员已经完成了零部件的虚拟装配，但这种装配仿真侧重于产

8、品外形之间是否会存在干涉等问题。由于设计人员考虑的装配工艺流程和方法较少，因此。在实际的装配过程中，如果遇到产品外形不规则、精度要求高的情况，就需要工艺人员自己进行装配模拟，对装配过程中出现的情况以及如何进行调整在计算机上进行分析仿真。由于塔式结构的不规则特性，传统的仅靠激光跟踪仪、激光雷达等测量设备得出点、线、面的位置或角度后就能指导装调的方法已无法满足需要。工艺人员仅凭结构板上的一些孔坐标，只能获知结构面板的角度和参考位置，无法判断当前的装配位置能否满足有效载荷支