基于軸向偏差的飛機數(shù)字化裝配定位基準建模-論文.pdf

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1、基于軸向偏差的飛機數(shù)字化裝配定位基準建模Locatingdatummodelingforaxialdeviationinaircraftdigitalassemblysystem胡玉龍，王伸奇，李西寧，康永剛HUYu—long，WANGZhong-qi，LIXi-ning，KANGYong-gang(西北工業(yè)大學現(xiàn)代設計與集成制造技術(shù)教育部重點實驗室，西安710072)摘要：飛機數(shù)字化裝配過程中定位基準建模是整個過程的基礎(chǔ)，通過研究飛機數(shù)字化裝配的定位基準建模技術(shù)，分析飛機裝配中線定位的誤差評定

2、準則，提出了一種基于軸向偏差的裝配定位基準模型，并對模型進行優(yōu)化求解，得到的定位基準模型可以有效獲得飛機數(shù)字化裝配過程中的目標定位點。最后，通過某型飛機的壁板組件裝配預定位的定位基準建模過程進行驗證，驗證模型的合理性。關(guān)鍵詞：定位基準建模；飛機數(shù)字化裝配；自動裝配定位技術(shù)中圖分類號：v262．4文獻標識碼：A文章編號：1009—0134(2015)07(上)一0038—07Doi：10．396~l／J．1ssn．1009-0134．2015．07(I-)．110引言應的飛機數(shù)字化裝配環(huán)境往往并不

3、盡相同，數(shù)字化裝配早期飛機裝配過程中，針對不同的裝配件設計不同測量設備開始應用于裝配過程中裝配定位基準的測量B。的工裝，甚至有時不同的加工余量也要設計不同的專用工裝，因此需要設計的工裝多，生產(chǎn)準備周期長，成本由于基于傳統(tǒng)意義上的數(shù)字化測量手段，飛機數(shù)字化裝配高。采用數(shù)字化裝配工裝以后，如壁板件的裝配，不僅可過程中測量結(jié)果也主要采用最小二乘法或加權(quán)最小二乘法以大大提高工作效率，而且由于其靈活性可以適用于不同對測量參數(shù)組成的超定方程進行求解’，雖然最小二壁板件的裝配，減少了工裝的數(shù)量。對于不同形狀的

4、壁乘法的計算程序?qū)崿F(xiàn)簡單，但卻導致從計算結(jié)果上部分板，也很容易實現(xiàn)定位裝夾，進而便于實現(xiàn)自動鉚接裝定位點的誤差處于約束的極限位置。配。如果再與計算機等終端設備相連，則可將裝配件三維本文主要通過分析現(xiàn)有基于最小二乘法或加權(quán)最數(shù)字模型直接輸入計算機來操作數(shù)字化工裝設備“。小二乘法的飛機數(shù)字化裝配定位基準模型，結(jié)合裝配中飛機數(shù)字化裝配中的定位過程如圖l所示，主要包線定位的特征，提出了一種基于軸向偏差的飛機數(shù)字化括理論裝配定位信息的提取、現(xiàn)實裝配定位工步固定參裝配定位基準模型，并對該模型的求解以及應用進

5、行分數(shù)的測量、現(xiàn)實裝配定位基準的建立、裝配定位工步信析，最終通過某型飛機的壁板組件裝配預定位的定位基息的獲取以及數(shù)字化裝配設備實現(xiàn)裝配定位動作的驅(qū)動準建模進行算例分析，驗證其合理性。等內(nèi)容。1飛機裝配定位基準分析提取理論裝配定位信息測量現(xiàn)實裝配定位工步在裝配中，工藝基準按功能分為定位基準、裝配固定參數(shù)<壅焦莖壟)基準、測量基準以及混合基準。定位基準是指用以確定定位工步參數(shù)．4b建立現(xiàn)實裝配定位基準結(jié)構(gòu)件在設備或工藝裝備上的相對位置的基準。因<耍加工、裝配等實際系統(tǒng)中存在的誤差因素(如裝配夾具的誤

6、差、零件制造誤差及在裝配夾具中的定位誤差等<翌童墼)獲取現(xiàn)實裝配定位信息等)，理論定位基準對應實際系統(tǒng)中的定位基準并非完◆全精確，如何在不對零部件、裝配夾具等進行物理修正驅(qū)動數(shù)字化裝配設備實現(xiàn)裝配定位動作的情況下，保證裝配準確度(如氣動外緣準確度、部件相對位置準確度、內(nèi)部結(jié)構(gòu)件位置準確度、結(jié)構(gòu)件配合圖1飛機數(shù)字化裝配中的定位過程準確度以及部件功能性準確度等)達到最優(yōu)值，飛機數(shù)隨著數(shù)字化裝配工裝的設計應用，飛機的裝配方式字化裝配中定位基準獲得所面對的重要問題之一。開始展現(xiàn)柔性特征，而針對不同的裝配

7、目標，與之相對飛機數(shù)字化裝配定位基準的表示是定位基準建模的收穩(wěn)日翔：2015-03-23作者簡介：胡玉龍(1988一)，男，黑龍江人，博士研究生，研究方向為飛機數(shù)字化裝配工藝技術(shù)與裝備。[381第37卷第7期2015—07(上)與方位描述兩部分，由此類推給出定位基準的描述。AI：m“(△踞?△·．△no)：一f0△，，d]d=l／AD為坐標系原點o=[a，b，c】與軸XYZ轉(zhuǎn)角Ro=【a，ijkB，Y】轉(zhuǎn)角等特征的集合。ABC對于原點O認為有：(XAA)一D()一E(z)一，(2)面●Tram(

8、0)=Trans(a，b，c)=(6)IIlI8I對于轉(zhuǎn)角Ro認為有：Rot(Ro)=Rot(x，a)Rot(y，p)Ro,(z，)其中：其中，e是單位列向量。(注：行列式與其轉(zhuǎn)置行列式相等)Rot(x，口1=3)定位點誤差性能分析某定位點P有理論值-【，，ZTA】，實際測量值=【，，z】，其定位點誤差性能可以表達為(8)(其中，Ep是該定位點的誤差限)：Rot(y，1=：一II=(3)=√(一)+(一)+(z一z)4)總體性能分析Rot(z，)=對于N1個定位線與N個定位點，則有總體誤差性能：