面向飞机装配过程的数字化预装配检测系统.pdf

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1、【。。圳协。．．。。。；，大飞机数字化装配面向飞机装配过程的数字化DigitalPreassemblyDetectionSystemforAircraftAssemblyProcess中航工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司于海涛北京航空航天大学毛贝罗振伟于海涛现任中航工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司DMIR组长，长期从事航空器制造、质量监督和适航管理工作，曾经历了Y12F、H410、H425和z15型机适航取证的制造审查工作。飞机数字化装配系统采用了激光跟踪辅助测量技术，由激光跟踪仪获取装配环境位置数据及装配件位置数

2、据，控制系统通过对实际装配位置与理论值进行比较后，获得部件装配位置的修正补偿值，自主地对定位元件的空间位置进行快速调整，逐步对定位进行补偿，完成精确定位、安面向飞机装配过程的数字化预装配检测系统可以在飞机部件实际装配过程之前，对装配件与装配体进行数据采集，用实际采集到的数据取代传统数字化装配仿真分析过程使用的单一理论模型数据，然后在opencAscADE环境下对飞机数字化装配过程中出现的质量问题进行预估，并对数字化装配过程进行仿真分析。DoI：10．16080“．issnl671—833x12015．04．055装与调

3、整Il。I。在数字化装配系统中，整个装配仿真分析的数据源为实测位置数据和理论模型位置数据，当测量点到达理论点位置，则装配过程完成。然而在数字化装配实际应用过程中．并非测量点位置和理论点位置重合时装配质量一定达到质量要求，因为飞机许多装配部件由于自身尺寸较大、刚度较低，即使在制造精度满足的情况下仍然会因装配应力和自身重力等因素的影响而发生变形．因此可能会出现装配质量不符合装配质检要求，或者甚至出现装配干涉和测量点无法到达理论点位置等问题。这些问题是无法通过理论模型仿真分析发现的，往往要在装配过程中才能发现，严重影响数字化

4、装配_[作效率，并且在传统的飞机壁板数字化装配过程中，装配系统的主要研究对象为数字化柔性装配工装。如何配合数字化测量设备完成装配件姿态的调整和装配T作，并不包含对装配件关键位置点、装配边界和外形曲面的装配检测分析，如果能在装配系统中补充相关功能，利用实测数据进行预装配仿真，对测量点与理论点的偏差、边界干涉情况和壁板外形等装配质量进行评估，对提高装配效率而言非常有益

5、4l，针对上述问题，面向飞机装配过程的数字化预装配检测系统可以在飞机部件实际装配过程之前，对装配件与装配体进行数据采集，用实际采集到的数据取代2015年第4

6、期·航窄制造技术55髭论坛嗍uM传统数字化装配仿真分析过程使用的单一理论模型数据，然后在0penCAscADE环境下对飞机数字化装配过程中出现的质量问题进行预估，并对数字化装配过程进行仿真分析。数字化预装配检测系统概述本文所研究的面向装配过程的数字化预装配检测系统是建立在数字化预装配过程基础上的，在数字化装配系统装配之前进行检测，数字化装配系统和数字化预装配检测系统之间的关系如图l所示。模型数据对装配件外形质量、几何参数及点云偏差进行检测，利用点云配准方法对装配结合体外形质量、装配干涉、装配间隙及装配阶差等问题进行分析

7、，对数字化装配过程中出现的问题进行提前预测分析。3装配仿真功能装配仿真功能是数字化预装配检测系统提供的简单的三维可视化功能和在线动态仿真功能。装配仿真功能是指系统根据装配件位置数据、装配件点云数据及装配件理论模型对装配状态进行仿真分析，并对装■b圜图1数字化装配系统与数字化预装配检测系统的关系面向飞机装配过程的数字化预装配检测系统结合现实装配中的需要与测量软件的要求，实现了如下功能。1数据采集功能数据采集功能是数字化预装配检测系统的基础功能。数据采集功能是指在装配件完成吊装定位以后，利用激光跟踪仪对装配件关键位置点、边

8、界以及外形进行测量，获取装配件点云数据，对获取的点云数据进行半径偏置、除噪及压缩等处理，获取预装配检测系统中分析使用的点云数据15J。2装配检测功能装配检测功能是数字化预装配检测系统的核心功能。装配检测功能是根据数字化装配检测要求，利用装配件实测点云数据和装配件理论56航空制造技术·2015年第4期配件当前装配质量进行直观显示，对装配干涉问题进行警告提醒。该系统实现所采用的主要技术有激光跟踪仪二次开发技术、OpencASCADE图形处理技术、Excel二次开发技术以及数据库技术等。本文研究的数字化预装配检测系统，根据功

9、能可以分为数据采集、装配检测及装配仿真3个相对独立的功能模块，这些功能模块在MFC单文档框架结构的平台下协作完成数据采集、装配质检和装配仿真工作。数据采集功能结构及其关键技术1数据采集功能结构数据采集功能的目的是获取装配件外形信息，作为后续装配体质检和装配仿真的数据源，它的功能结构主要由5部分组成。(1)激光跟踪测量：负责激光跟踪