第七章 飛機(jī)先進(jìn)裝配技術(shù)總結(jié),飛機(jī)先進(jìn)裝配技術(shù),飛機(jī)部件自動(dòng)對(duì)接裝配示意圖,目 錄,一、數(shù)字化測(cè)量技術(shù),三、自動(dòng)裝配技術(shù),二、虛擬裝配技術(shù),四、自動(dòng)化制孔技術(shù),一、數(shù)字化測(cè)量技術(shù),飛機(jī)裝配中常采用的數(shù)字化測(cè)量設(shè)備：經(jīng)緯儀，激光跟蹤儀，局域GPS（i GPS ），激光雷達(dá)。,經(jīng)緯儀：水平角和垂直角；如果要測(cè)量單點(diǎn)的坐標(biāo)值需架設(shè)兩臺(tái)及其以上的經(jīng)緯儀。 經(jīng)緯儀分光學(xué)經(jīng)緯儀和電子經(jīng)緯儀兩類。 光學(xué)經(jīng)緯儀由人工讀數(shù)，電子經(jīng)緯儀讀數(shù)由屏顯顯示。,1.1 電子經(jīng)緯儀測(cè)量原理,電子經(jīng)緯儀測(cè)量角度,1.1 電子經(jīng)緯儀測(cè)量原理,電子經(jīng)緯儀測(cè)量單點(diǎn)坐標(biāo)值,1.1 電子經(jīng)緯儀測(cè)量原理,雙經(jīng)緯儀測(cè)量三維坐標(biāo)值原理：空間交會(huì)測(cè)量坐標(biāo)系,1.2 激光跟蹤儀測(cè)量原理,單臺(tái)激光跟蹤儀能實(shí)現(xiàn)角度和單點(diǎn)三維坐標(biāo)值測(cè)量。,靶球,1.2 激光跟蹤儀測(cè)量原理,1.3 局域GPS主要組成部件,激光發(fā)射器 傳感器 信號(hào)接收器 中央處理器,激光發(fā)射器運(yùn)轉(zhuǎn)示意圖,激光發(fā)射扇面,坐標(biāo)值測(cè)量示意圖,1.3 局域GPS主要組成部件,1.3 局域GPS測(cè)量原理,激光發(fā)射器運(yùn)轉(zhuǎn)示意圖,激光發(fā)射扇面,坐標(biāo)值測(cè)量示意圖,1.4 激光雷達(dá),Az,El,R,Z,Y,X,x,y,z,激光雷達(dá)測(cè)量原理,1.4 激光雷達(dá),1.4 激光雷達(dá),激光雷達(dá)輔助飛機(jī)裝配,1.5 激光雷達(dá)、iGPS、激光跟蹤儀三種測(cè)量系統(tǒng)比較,測(cè)量精度 三種設(shè)備的測(cè)量精度由高到低依次為：激光跟蹤儀、激光雷達(dá)、 iGPS。 操作便捷性 iGPS擁有超大的有效工作范圍（2m300m），設(shè)備安裝到位后，無需轉(zhuǎn)站，用戶便可在被測(cè)物體周圍360輕松測(cè)量，且一次安裝，多次使用。激光雷達(dá)和激光跟蹤儀的水平和垂直角度測(cè)量范圍都有限制，并有擋光現(xiàn)象，因此需頻繁轉(zhuǎn)站，激光跟蹤儀還需要引光。,二、虛擬裝配技術(shù),零件數(shù)模,零件數(shù)模,零件數(shù)模,零件數(shù)模,約束,約束,關(guān)系,裝配模型,產(chǎn)品裝配模型信息獲取,裝配序列規(guī)劃,裝配路徑規(guī)劃,裝配干涉碰撞檢查,可裝配性分析評(píng)價(jià),軟件環(huán)境,硬件,二、虛擬裝配技術(shù),主要研究?jī)?nèi)容： （1）裝配模型信息。裝配模型是數(shù)字化預(yù)裝配序列規(guī)劃研究的前提，從虛擬制造和數(shù)字化預(yù)裝配的觀點(diǎn)來看，裝配模型應(yīng)該是一種集成化的信息模型，原則上支持面向全生命周期產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中與裝配有關(guān)的所有活動(dòng)和過程，包括產(chǎn)品定義、生產(chǎn)規(guī)劃和過程仿真中與裝配相關(guān)的各個(gè)子過程。,（2）裝配序列規(guī)劃 裝配序列的表達(dá)應(yīng)考慮：從裝配模型直接推導(dǎo)出裝配序列的難易程度；裝配序列的各種表達(dá)方法之間是否易于實(shí)現(xiàn)變換；裝配序列各工序的關(guān)系是否表達(dá)清楚；能否保證裝配序列的完整性以及正確性；裝配序列表達(dá)所需的存儲(chǔ)空間。,二、虛擬裝配技術(shù),（3）裝配路徑規(guī)劃。裝配路徑是零部件在數(shù)字化預(yù)裝配空間中的運(yùn)動(dòng)軌跡。進(jìn)行裝配路徑規(guī)劃，目的是實(shí)現(xiàn)無碰撞、無干涉裝配，起到保護(hù)零件和更快捷、更有效的裝配的作用。因此無論是對(duì)人工裝配，還是對(duì)機(jī)械的自動(dòng)化裝配、柔性裝配或機(jī)器人裝配，都需要進(jìn)行裝配路徑規(guī)劃。,二、虛擬裝配技術(shù),（4）數(shù)字化預(yù)裝配中的碰撞、干涉檢查。主要包括裝配路徑干涉檢驗(yàn)，干涉和間隙體積計(jì)算等。物體在裝配過程中很有可能會(huì)發(fā)生碰撞、接觸及其他形式的相互作用?；?D物理模型的數(shù)字化預(yù)裝配必須能夠檢測(cè)物體之間的這種作用，并做出適當(dāng)響應(yīng)，否則就會(huì)出現(xiàn)物體之間的相互穿透和彼此重疊等不真實(shí)的現(xiàn)象。裝配干涉檢驗(yàn)可分為靜態(tài)干涉檢驗(yàn)和動(dòng)態(tài)干涉檢驗(yàn)。,二、虛擬裝配技術(shù),（5）可裝配性評(píng)價(jià)?？裳b配性評(píng)價(jià)技術(shù)的進(jìn)一步研究對(duì)于整個(gè)數(shù)字化預(yù)裝配技術(shù)的發(fā)展有著特別重要的意義。目前可裝配性評(píng)價(jià)的方法存在不少問題，技術(shù)還不成熟，仍然有很多技術(shù)問題有待于解決。,二、虛擬裝配技術(shù),DELMIA軟件在飛機(jī)虛擬裝配中的應(yīng)用,DELMIA中人體模型及結(jié)構(gòu),數(shù)字化預(yù)裝配環(huán)境,DELMIA軟件在飛機(jī)虛擬裝配中的應(yīng)用,數(shù)字化預(yù)裝配環(huán)境,（A）自然站立時(shí)人手作業(yè)域 （B）人體最大彎曲時(shí)人手作業(yè)域,數(shù)字化預(yù)裝配環(huán)境,Delmia下的裝配可達(dá)性檢驗(yàn),裝配操作人員沿裝配路徑進(jìn)行裝配示意,二、虛擬裝配技術(shù),DPE中前梁裝配AO下各工序的操作流程圖,DPM中對(duì)各工序下每個(gè)零件的裝配過程流程圖,裝配工序規(guī)劃,二、虛擬裝配技術(shù),DPM中前梁裝配仿真過程,裝配仿真,三、飛機(jī)自動(dòng)化裝配技術(shù),自動(dòng)運(yùn)輸技術(shù) 采用在線數(shù)字化測(cè)量、定位及監(jiān)控 建造移動(dòng)裝配生產(chǎn)線 柔性工裝技術(shù),自動(dòng)化運(yùn)輸工具-AGV,自動(dòng)化運(yùn)輸工具-AGV,自動(dòng)化運(yùn)輸工具-AGV,自動(dòng)化運(yùn)輸工具-AGV,自動(dòng)化運(yùn)輸工具-AGV,自動(dòng)化運(yùn)輸工具-AGV,自動(dòng)化運(yùn)輸工具-AGV,自動(dòng)化運(yùn)輸工具-AGV,自動(dòng)化運(yùn)輸工具-AGV,自動(dòng)化運(yùn)輸工具-AGV,自動(dòng)化運(yùn)輸工具-AGV,自動(dòng)化運(yùn)輸工具-AGV,6.9 新型飛機(jī)自動(dòng)化裝配技術(shù)-F-35飛機(jī)裝配新方法,自動(dòng)化運(yùn)輸工具-AGV,自動(dòng)化運(yùn)輸工具-AGV,激光跟蹤儀,飛機(jī)設(shè)計(jì)測(cè)量點(diǎn)設(shè)計(jì) 坐標(biāo)系統(tǒng)建立 激光跟蹤儀平臺(tái)設(shè)計(jì) 支撐結(jié)構(gòu)的剛性,激光跟蹤儀測(cè)量點(diǎn)檢測(cè),波音767飛機(jī)采用移動(dòng)生產(chǎn)線,多構(gòu)型壁板裝配平臺(tái) 數(shù)字量測(cè)量定位系統(tǒng),機(jī)身壁板柔性裝配,多構(gòu)型機(jī)身段裝配平臺(tái) 數(shù)字量測(cè)量定位系統(tǒng),機(jī)身大部件柔性裝配,千斤頂式自動(dòng)定位器,托架式自動(dòng)定位器,大部件柔性自動(dòng)工裝技術(shù),模擬量/數(shù)字量驅(qū)動(dòng)調(diào)整方法 激光跟蹤儀測(cè)量定位系統(tǒng) 支撐結(jié)構(gòu)的剛性設(shè)計(jì),多點(diǎn)可調(diào)支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)關(guān)鍵,多點(diǎn)柔性定位技術(shù),機(jī)身大部件對(duì)接平臺(tái),可調(diào)整、數(shù)字控制、支撐結(jié)構(gòu)平臺(tái) 數(shù)字量測(cè)量、定位、夾緊系統(tǒng) 脈沖移動(dòng)生產(chǎn)線,水平尾翼柔性裝配生產(chǎn)線,A318/A319/A320/A321總裝線 大型氣浮移動(dòng)裝配平臺(tái) 數(shù)字化控制定位系統(tǒng),飛機(jī)總裝柔性生產(chǎn)線,A380 水平尾翼扭力盒裝配平臺(tái),水平尾翼扭力盒裝配工裝定位方式,主定位,次定位,多點(diǎn)成形技術(shù)是柔性工裝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，其基本思想是采用離散的點(diǎn)來擬合飛機(jī)裝配部件的三維型面，即以點(diǎn)代面。采用柔性工裝，可以使飛機(jī)裝配型架制造周期大大縮短，并可取代大部分固定裝配型架。利用它的可重構(gòu)性，一套柔性工裝可以裝配多種飛機(jī)零件。,6.11 飛機(jī)柔性裝配技術(shù)-柔性裝配的關(guān)鍵技術(shù),四、自動(dòng)化制孔技術(shù),國外采用的先進(jìn)制孔設(shè)備除數(shù)控自動(dòng)鉆鉚機(jī)制孔外，還有機(jī)器人制孔、帶激光引導(dǎo)的精密數(shù)控制孔中心。 機(jī)器人制孔：由于機(jī)器人具有多自由度的優(yōu)點(diǎn)，特別適合于對(duì)具有復(fù)雜外形結(jié)構(gòu)的高質(zhì)量制孔。它與手工制孔相比可提高效率35倍。F16戰(zhàn)斗機(jī)的垂尾石墨環(huán)氧復(fù)合材料蒙皮采用機(jī)器人制孔，不僅保證了制孔質(zhì)量，提高了制孔效率，還避免了石墨粉塵對(duì)操作人員的損害。 精密數(shù)控加工中心制孔：以F22為代表的第四