飞机部件对接调姿技术研究与软件开发

发布时间：2017-10-04 11:18

  本文关键词：飞机部件对接调姿技术研究与软件开发

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【摘要】：飞机部件对接是飞机装配的重要内容。部件对接质量和效率很大程度上决定飞机的最终质量、生产成本和制造周期。传统的飞机部件对接方法效率低,精度和质量难以保证,已难以满足现代飞机制造高效、经济性要求。飞机部件自动对接技术集成了数字化测量、柔性定位支撑、计算机集成控制等先进技术,使飞机部件对接自动化、柔性化、数字化、信息化,提高了飞机装配质量和效率,是飞机部件对接技术发展的趋势。本文以飞机部件对接调姿技术为研究对象,对飞机部件对接目标位姿计算方法、部件调姿方法和自动对接工艺流程等进行了研究,并分别开发了翼身自动对接系统和平尾自动对接系统控制软件,开展了自动对接应用试验。本文的主要研究内容如下:1)研究了部件对接目标位姿计算方法。基于调姿控制点约束,面向围框式平面对接、叉耳接头对接两种常见部件结构对接形式,分别分析了部件目标位姿约束条件,建立了部件目标位姿计算模型,求解出的目标位姿能满足部件对接精度和质量要求。2)研究了部件调姿方法,设计了部件自动对接工艺流程。研究了对接坐标系构建方法,确定了对接坐标系和测量坐标系的转换关系。研究了定位器接头球心位置标定方法,定位器驱动解算与优化方法和基于定位器位置反馈的测量点位置解算方法。在此基础上,设计了部件自动对接工艺流程。研究了部件调姿方法,并基于测量点位置解算方法和自动化测量方法,提出了飞机部件同步调姿方法,提高了飞机部件测量和对接效率。3)分别针对ARJ21-700飞机翼身自动对接和某型直升机平尾与尾斜梁自动对接应用,开发了自动对接系统控制软件。软件集成了数字化设备测量控制,对接坐标系构建,部件位姿测量、解算、调整,定位器解算与驱动,对接数据管理等功能,实现了部件自动对接调姿过程控制和管理。并通过部件自动对接应用试验,验证了部件目标位姿计算模型的正确性,部件调姿方法和自动对接工艺流程的合理性,控制软件功能完善,研究成果满足工程应用需求。
【关键词】：飞机部件 自动对接 目标位姿 部件调姿
【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】：2015
【分类号】：V262.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-14
• 第一章 绪论14-23
• 1.1 研究背景和意义14-15
• 1.2 飞机部件自动对接系统15-17
• 1.3 国内外研究和应用现状17-20
• 1.3.1 国外研究和应用现状17-18
• 1.3.2 国内研究和应用现状18-20
• 1.4 论文主要研究内容及结构20-23
• 1.4.1 课题来源与需求分析20-21
• 1.4.2 论文章节安排21-23
• 第二章 飞机部件对接目标位姿计算方法23-35
• 2.1 引言23
• 2.2 基于调姿控制点约束的部件目标位姿计算23-26
• 2.2.1 部件对接目标位姿分析23-24
• 2.2.2 部件对接目标位姿计算模型24-26
• 2.3 面向围框式平面对接的部件目标位姿计算26-29
• 2.3.1 部件对接目标位姿分析26-28
• 2.3.2 部件对接目标位姿计算模型28-29
• 2.3.3 调姿控制点精度和对合面特征的部件目标位姿综合计算模型29
• 2.4 面向叉耳接头对接的部件目标位姿计算29-34
• 2.4.1 部件对接目标位姿分析29-30
• 2.4.2 部件对接目标位姿计算模型30-34
• 2.5 本章小结34-35
• 第三章 飞机部件调姿方法和自动对接工艺流程设计35-50
• 3.1 引言35
• 3.2 对接坐标系构建方法35-38
• 3.2.1 基于全局坐标系和公共基准点测量的对接坐标系构建方法35-36
• 3.2.2 基于叉耳接头中心和定位器方向标定的对接坐标系构建方法36-38
• 3.3 定位器解算方法38-44
• 3.3.1 定位器接头球心位置标定方法38-39
• 3.3.2 定位器驱动解算与优化方法39-42
• 3.3.3 基于定位器位置反馈的测量点位置解算方法42-44
• 3.4 飞机部件自动对接方法44-49
• 3.4.1 飞机部件自动对接工艺流程设计44-45
• 3.4.2 飞机部件调姿方法45-47
• 3.4.3 飞机部件同步调姿方法47-49
• 3.5 本章小结49-50
• 第四章 翼身自动对接系统控制软件开发与应用50-62
• 4.1 引言50
• 4.2 翼身自动对接系统概述50-51
• 4.3 控制软件总体设计51-55
• 4.3.1 软件模块组成51-52
• 4.3.2 软件流程设计52-54
• 4.3.3 数据库设计54-55
• 4.4 控制软件实现55-57
• 4.4.1 主界面设计55-56
• 4.4.2 机翼调姿对接模块界面设计56-57
• 4.5 翼身自动对接应用试验57-61
• 4.5.1 机翼目标位姿计算58-60
• 4.5.2 机翼对接试验60-61
• 4.6 本章小结61-62
• 第五章 平尾自动对接系统控制软件开发与应用62-70
• 5.1 引言62
• 5.2 平尾自动对接系统概述62-63
• 5.3 控制软件设计与实现63-66
• 5.3.1 软件模块和流程设计63-64
• 5.3.2 主界面设计64-65
• 5.3.3 平尾调姿对接模块界面设计65-66
• 5.4 平尾自动对接应用试验66-69
• 5.4.1 平尾自动对接试验现场组成66-67
• 5.4.2 平尾对接试验67-69
• 5.5 本章小结69-70
• 第六章 总结与展望70-72
• 6.1 总结70
• 6.2 展望70-72
• 参考文献72-76
• 致谢76-77
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 郭志敏;蒋君侠;柯映林;;基于POGO柱三点支撑的飞机大部件调姿方法[J];航空学报;2009年07期

2 邱宝贵;蒋君侠;毕运波;方强;王青;詹建潮;李江雄;柯映林;;大型飞机机身调姿与对接试验系统[J];航空学报;2011年05期

3 季青松;陈军;范斌;孙技伟;;大型飞机自动化装配技术的应用与发展[J];航空制造技术;2014年Z1期

4 余锋杰;王青;李江雄;董辉跃;柯映林;杨卫东;秦龙刚;;飞机自动化装配过程数据集成与实现[J];浙江大学学报(工学版);2009年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 程志彬;基于容差约束的飞机部件位姿评价方法研究[D];浙江大学;2014年

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本文编号：970355