飞机装配自动制孔过程仿真数据生成方法及应用.pdf

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1、飞机装配自动制孔过程仿真数据生成方法及应用MethodandAppHcationofAutomaticDrillingSimulationDataCreatingforAircraftAssembly妻竺{兰悲毒璺塞裂兰三警至耋竺梁雪梅侯志霞孙丽宏潘青数字化制造航空科技重点实验室一⋯⋯⋯⋯⋯“一“【摘要】针对飞机装配自动制孔过程仿真，提出了一种仿真数据的计算生成技术，通过编写软件解析自动制孔设备的加工指令，计算设备在制孔过程中的机构运动数据，CATIA系统读取数据后可以实现自动制孔过程的仿真。关

2、键词：飞机装配仿真计算自动制孔【ABSTRACTlAmethodofcalculatingsimula—tiondataisproposedforamomaticdrillingduringaircraftassembly．Thismethodisrealizedbysoftwarewepro—grammed．ThesoftwarecananalysisNCcommandsfordrilling，calculatekinematicsdataofdrillingdevice，CA—TIAsyst

3、emcanreadthedataandrealizethesimulationfordrillingprocess．Keywords：AircraftassemblySimulationAuto-maticdrillingDoI：10．160800．issnl671-833x．2015．21．059在飞机制造业，装配过程中采用自动制孔技术已成为趋势，自动制孔技术能够大幅度提高装配效率，节约安装成本，改善劳动条件，保证安装质量，减少人工制孔导致的飞机缺陷。飞机装配过程的自动制孔过程仿真是指在可视化

4、的环境中利用仿真技术模拟飞机装配中自动化制孔设备的制孔过程，可以用于制孔指令的正确性验证、制孔过程的碰撞干涉检查、制孔时间估算、设备可达性检查等。自动制孔过程仿真是进行自动制孔前必不可少的步骤‘”。在CATIA系统中，通过输入设备运动机构各个驱动命令的运动曲线可以实现设备的运动仿真。因此，本文提出一种根据制孔设备的指令生成仿真数据的方法，实现自动制孔过程的仿真。1自动制孔设备运动学关系分析1．1运动机构构成制孔设备的运动机构由7个运动副构成，分别为x、】，、z3个方向的菱形副，绕x、z方向的旋转

5、副、末端进给和压紧装置进给的菱形副。在数模中查询各个驱动命令的名称和各个驱动命令的上下限值。自动化制孔设备的运动机构位置和方向如图1所示。图1设备归零时的机构位置和方向Fig．1Positionsanddirectionsofmechanismswhendeviceretumtozero自动化制孔系统运动学关系在CATIA数模中定义如图2所示。x方向驱动命令．1(棱彤．1，长．r方向驱动命令．2(棱形．3，长Z方向驱动命令．3(棱形．5，长c轴旋转命令．4(旋转．7，角度A轴旋转命令．5(旋转．

6、8，角度末端执行期进给命令．6(梭形压紧装置进给命令．7(棱形．1固定零件：(cwd-xacloo．ooo_00C法则曲线速度一加速度度)鳓度))．9，长度吼长度)1)图2制孔设备运动机构命令Fig．2Mechanismcommandsofdrillingdevice1．2运动链传递方向分析运动链的转递方向x方向驱动命令．1；Y方向驱动2015年第21期·航空制造技术59机●r干组．r。．．．．．．．．．．．．．．。．．．．．．．．．．．．．．．．。．．，．．．．．．．．．．．．．．【命令．2；

7、Z方向驱动命令．3；C轴旋转命令．4；A轴旋转命令．5；末端执行期进给命令．6；压紧装置进给命令．7(见图2)。1．3设备归零时的机构位置分析将设备归零，在数模中找到如下位置，并建立相应的坐标系，各个坐标系位置说明如下：装刀点坐标系：这个坐标系的位姿能够决定各个机构驱动命令的取值，将该坐标系定义在装刀平面和主轴方向的交点处，坐标系方向与设备机构的方向一致。压脚坐标系：位于压脚中心，方向与装刀点坐标系一致。照相坐标系：照相机用于制孔前对定位孔照相，用照相数据修正孔位在数模中的位置。照相坐标系在照相

8、机上的标定位置上，方向与与装刀点坐标系一致。设备坐标系：位置由设计人员给出，方向与设备归零时的装刀坐标系一致。C摆坐标系：位置在C摆旋转轴线与4摆旋转轴线相交处，方向与与装刀点坐标系一致。彳摆坐标系：位置在彳摆旋转轴线和主轴中心线相交处，4轴线相交的位置、彳轴旋转命令。5轴线和刀轴线相交位置，这些位置用于完成机构的摆角变化时设备的运动值。方向与装刀点坐标系一致。2加工指令的解析加工指令解析的对象是离线编程软件生成的APT文件经后置处理后形成的加工指令，通过编制解析程序将自动制孑L设备的动作进行分