飞机大型复杂蒙皮零件检测—加工一体化技术

发布时间：2017-10-30 04:03

  本文关键词：飞机大型复杂蒙皮零件检测—加工一体化技术

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【摘要】：结合国家科技重大专项、国家自然科学基金项目及航空制造企业的实际需求,针对飞机大型复杂蒙皮零件由于成形误差及装夹变形等因素的综合影响,造成蒙皮实际型面与理论型面存在较大偏差,从而导致零件在加工过程中出现过切或欠切,甚至直接导致零件报废的问题,对飞机大型复杂蒙皮零件的检测加工一体化技术进行了深入研究。论文主要成果如下:(1)提出了面向检测调姿优化的飞机蒙皮零件扫描路径规划方法。针对现有的激光检测路径规划中由于检测调姿不够优化,从而降低检测效率与检测精度的问题,通过对比分析不同的扫描方式,确定最佳扫描方式;根据蒙皮零件的曲率变化,选取最佳检测方向;基于遗传算法对检测角进行优化,计算最佳检测方位;实现了检测调姿优化,为飞机蒙皮零件的激光检测奠定基础。(2)研究了基于检测数据的飞机蒙皮实际型面重构方法。通过对检测数据处理方法和检测数据精简方法进行研究,基于检测点间偏差值的计算,确定检测数据中的噪声点并去除;基于几何作图法在检测点缺失处插入满足要求的点,进而提高实际型面的重构精度。基于几何推理的方法,建立了检测点数目与弦高误差的关系模型,实现检测数据的分步精简,进而减少计算量,提高计算效率。(3)提出了基于加工特征的蒙皮零件检测加工一体化方法。针对因飞机蒙皮零件变形量大导致难以根据检测数据快速生成满足精度要求的加工刀轨的问题,以加工特征的形位精度要求为依据,针对不同形位精度要求的加工特征分别基于曲面间理论刀轨映射法和理论刀轨法向投影法实现基于检测数据的刀轨快速生成,在保证形位精度的前提下提高刀轨生成效率。(4)研究成果在飞机蒙皮零件检测加工一体化系统中得到了应用验证,该系统已成功应用于某大型航空制造企业多项蒙皮零件的检测加工中。
【关键词】：飞机蒙皮零件 检测路径规划 特征 刀轨映射 型面重构
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V262
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-14
• 第一章 绪论14-23
• 1.1 课题研究背景及意义14-15
• 1.2 检测加工的研究现状15-20
• 1.2.1 在机检测方法研究现状15-16
• 1.2.2 在机非接触式检测路径规划方法研究现状16-17
• 1.2.3 基于检测数据的曲面重构关键技术研究现状17-18
• 1.2.4 基于检测数据的刀轨生成方法研究现状18-20
• 1.3 研究现状的分析与总结20
• 1.4 课题来源及论文内容章节安排20-23
• 第二章 面向检测调姿优化的飞机蒙皮零件扫描路径规划方法23-40
• 2.1 面向调姿优化的飞机蒙皮零件扫描路径规划策略23-37
• 2.1.1 飞机蒙皮零件三维激光扫描方式研究23-24
• 2.1.2 基于曲率变化的飞机蒙皮零件检测方向确定24-25
• 2.1.3 基于遗传算法的飞机蒙皮零件检测角优化25-34
• 2.1.4 基于检测角优化的飞机蒙皮零件检测方位计算34
• 2.1.5 飞机蒙皮零件扫描路径自动生成34-37
• 2.2 实例分析37-38
• 2.3 相关技术比较38-39
• 2.4 本章小结39-40
• 第三章 基于检测数据的飞机蒙皮实际型面重构方法40-50
• 3.1 飞机蒙皮检测数据预处理方法40-45
• 3.1.1 飞机蒙皮检测数据拼合方法40-41
• 3.1.2 飞机蒙皮检测数据去噪处理方法41-44
• 3.1.3 基于检测点数目与弦高误差关系模型的检测数据精简方法44-45
• 3.2 基于B样条的曲面检测数据拟合方法45-47
• 3.3 实例验证47-49
• 3.4 相关技术对比49
• 3.5 本章小结49-50
• 第四章 基于加工特征的蒙皮零件检测加工一体化方法50-72
• 4.1 基于加工特征的蒙皮零件检测数据驱动加工刀轨生成的策略50-52
• 4.1.1 通槽特征定义50-51
• 4.1.2 浅槽特征定义51-52
• 4.2 基于检测数据的槽特征加工刀轨生成方法52-70
• 4.2.1 基于检测数据的通槽特征加工刀轨生成方法52-66
• 4.2.2 基于检测数据的浅槽特征加工刀轨生成方法66-70
• 4.3 实例验证70-71
• 4.4 相关技术比较71
• 4.5 本章小结71-72
• 第五章 飞机蒙皮零件检测加工一体化系统72-78
• 5.1 系统开发环境与开发工具72
• 5.1.1 CATIA V5系统简介72
• 5.1.2 CAA简介72
• 5.2 系统框架及功能模块介绍72-73
• 5.3 系统运行实例73-76
• 5.3.1 检测路径规划实例73-74
• 5.3.2 检测数据处理实例74-75
• 5.3.3 实际型面重构实例75
• 5.3.4 数控加工刀轨生成实例75-76
• 5.4 加工验证76
• 5.5 对比与分析76-77
• 5.6 本章小结77-78
• 第六章 总结与展望78-80
• 6.1 总结78-79
• 6.2 展望79-80
• 参考文献80-85
• 致谢85-87
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文87

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 祝小军;向兵飞;汪洋华;李妍卉;;飞机蒙皮镜像铣切原理与算法分析[J];教练机;2015年02期

2 向兵飞;黄晶;许家明;周鑫;李迎光;郝小忠;;蒙皮铣削镜像顶撑技术研究[J];制造技术与机床;2015年04期

3 毕超;房建国;刘京亮;刘勇;李成玮;;基于球形目标的激光位移传感器光束方向标定[J];光学精密工程;2015年03期

4 李涛;刘浩;何纲;;保持参数分布状态的有限元变形网格B样条曲面重建算法[J];中国机械工程;2015年05期

5 陈岳坪;卢海燕;李书平;靳龙;;一种基于数控机床的复杂曲面在线检测方法[J];测试技术学报;2015年01期

6 党晖;周密;龚甘霖;彭静文;周泽军;万敏;;铝锂合金飞机蒙皮滚弯成形试验研究[J];精密成形工程;2014年06期

7 徐明;向兵飞;李响;汪洋华;兰惠;;蒙皮镜像铣切系统及先进制造工艺的应用[J];制造技术与机床;2014年11期

8 吴福忠;;基于支持向量机的点云曲面刀具路径规划[J];中国机械工程;2014年06期

9 姚琴;李富盈;吴小川;;三维点云数据在工程车辆零件曲面重构中的处理与应用[J];科技信息;2013年20期

10 孙洁琼;张宝柱;;先进铝锂合金的特点及其在民用飞机上的应用[J];航空工程进展;2013年02期

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 刘威;点云模型的数控加工刀轨生成关键技术研究[D];南京航空航天大学;2013年

2 李鹏;加工中心在机复合式检测系统的关键技术研究[D];大连海事大学;2012年

3 田志松;大锻件在线检测系统的关键技术研究[D];上海交通大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 白涛;曲面模具的加工及测量误差研究[D];中北大学;2015年

2 崔宁宁;整体叶轮在线检测与误差补偿方法研究[D];北京交通大学;2015年

3 艾小祥;飞机机翼装配中的扫描路径规划研究[D];浙江大学;2014年

4 马晓泉;三维激光扫描数据处理与曲面重建方法研究[D];东华理工大学;2013年

5 徐志;基于点云数据处理的激光雷达监控系统的设计与开发[D];北京交通大学;2012年

6 张飞飞;点云数据简化及三维曲面重构[D];吉林大学;2012年

7 宋海川;参数曲线到自由曲面的法向投影和方向投影算法[D];清华大学;2011年

8 黄海玲;基于B样条的汽车座椅点云数据的精简及曲面重构[D];吉林大学;2009年

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本文编号：1116003