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飛機(jī)柔性裝配數(shù)字化協(xié)調(diào)控制技術(shù)同數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用
文章摘要:
飛機(jī)柔性化裝配技術(shù)已經(jīng)不是原來單一的飛機(jī)裝配工藝和裝配工裝結(jié)合的問題,而是涉及很多個(gè)學(xué)科的交叉,包括制造、電子、計(jì)算、控制等多個(gè)學(xué)科的綜合性技術(shù),是現(xiàn)
{一}、飛機(jī)裝配過程中的數(shù)字化協(xié)調(diào)與計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)
1、裝配過程中的數(shù)字化協(xié)調(diào)
飛機(jī)柔性化裝配技術(shù)已經(jīng)不是原來單一的飛機(jī)裝配工藝和裝配工裝結(jié)合的問題,而是涉及很多個(gè)學(xué)科的交叉,包括制造、電子、計(jì)算、控制等多個(gè)學(xué)科的綜合性技術(shù),是現(xiàn)代技術(shù)的集成。采用數(shù)字化技術(shù)后的裝配系統(tǒng),不僅可以將原本用于各部分分別裝配的部件組合在一起形成裝配工作組,而且甚至可以將激光跟蹤、數(shù)字控制等功能的設(shè)備集成其上,統(tǒng)一接收3D數(shù)字模型,數(shù)據(jù)源一致。在裝配的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中,可以在數(shù)字化的技術(shù)和方法基礎(chǔ)上上,結(jié)合各種技術(shù)將裝配數(shù)字化協(xié)調(diào)。
2、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)
計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)是飛機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化柔性裝配的基礎(chǔ),它將完成飛機(jī)裝配過程中所需各種運(yùn)動(dòng)部件的定位和制孔、鉚接,實(shí)現(xiàn)工裝系統(tǒng)對飛機(jī)裝配部件的固定,飛機(jī)裝配外形與數(shù)字化樣機(jī)的一致性。柔性裝配系統(tǒng)包括面向裝配的設(shè)計(jì)系統(tǒng)、工藝數(shù)據(jù)準(zhǔn)備系統(tǒng)、人機(jī)界面、軸和邏輯控制、三維激光測量、制孔鉚接單元、移動(dòng)定位平臺(tái)、緊固件送料單元和柔性工裝系統(tǒng)等。飛機(jī)柔性裝配的電氣控制是一種典型的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字控制系統(tǒng),采用了TCP/IP工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線技術(shù)。飛機(jī)柔性裝配電氣控制系統(tǒng)的上層有面向裝配的飛機(jī)設(shè)計(jì)系統(tǒng)和裝配工藝數(shù)據(jù)準(zhǔn)備系統(tǒng)。下層有移動(dòng)定位平臺(tái)、工裝系統(tǒng)、制孔鉚接單元等。移動(dòng)定位平臺(tái)本身是一個(gè)5坐標(biāo)伺服控制裝置,而柔性工裝系統(tǒng)采用了的位置伺服軸,少則幾十根,多則上百根。這種系統(tǒng)是信息技術(shù)、驅(qū)動(dòng)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、邏輯控制、過程控制的融合體。
數(shù)字化柔性裝配是飛機(jī)數(shù)字化制造的重要工作,它了飛機(jī)裝配過程中飛機(jī)制圖的三維數(shù)字圖形的幾何外形與數(shù)學(xué)模型的性和一致性,對提高裝配效率和裝配質(zhì)量,降低出錯(cuò)率,減輕了工作人員的工作強(qiáng)度,提高工作強(qiáng)度,降低飛機(jī)的制造和裝配成本,縮短研制周期有著重要的意義。隨著科技的發(fā)展,柔性數(shù)字化裝配技術(shù)在飛機(jī)中的應(yīng)用將會(huì)越來越廣泛。
三維焊接平臺(tái)夾緊時(shí)能任意改變形狀與工件相適應(yīng),擬采用真空吸附式定位夾持裝置,能夠基于曲面法矢量調(diào)節(jié)、吸附待裝配工件。
{二}、飛機(jī)數(shù)字化裝配技術(shù)的應(yīng)用
1、數(shù)字化裝配制孔技術(shù)
目前我國飛機(jī)結(jié)構(gòu)件都是選擇機(jī)械連接作為主要的連接方式,為飛機(jī)的使用壽命和使用性能對各個(gè)連接點(diǎn)的結(jié)構(gòu)形式、表面質(zhì)量以及配合性質(zhì)等技術(shù)狀態(tài)就提出了。
而復(fù)合采用的使用就帶來了制孔問題,僅僅依賴傳統(tǒng)手工制孔方式很難飛機(jī)裝配和制造的質(zhì)量和效率。但是數(shù)字化自動(dòng)制孔技術(shù)的誕生就可以解決這些問題,根據(jù)三維模型編制出具有性的GAD數(shù)控程序,繼而使機(jī)床能夠在數(shù)控程序的控制下完成自動(dòng)制孔加工操作,不僅能夠提升制孔效率和制孔質(zhì)量,也可以進(jìn)一步降低裝配制孔的工作強(qiáng)度。
2、數(shù)字化裝配定位技術(shù)
數(shù)字化裝配定位技術(shù)主要包括了柔性定位技術(shù)、特征定位技術(shù)以及數(shù)字測量定位技術(shù)。①柔性定位技術(shù)可以利用柔性工裝使各種產(chǎn)品的定位需求滿足,使飛機(jī)裝配的整體質(zhì)量。②特征定位技術(shù)就是利用數(shù)控加工中的裝配孔和配合面、工藝特征、工藝孔設(shè)計(jì)以及數(shù)字化定位等實(shí)現(xiàn)不同零件的相互定位,使飛機(jī)裝配具有的質(zhì)量和一致性。③數(shù)字測量定位技術(shù)就是利用數(shù)字化測量設(shè)備和相關(guān)測量系統(tǒng)展開工作,根據(jù)飛機(jī)設(shè)計(jì)的定位要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確定位。
3、數(shù)字化裝配檢側(cè)技術(shù)
隨著我國飛機(jī)制造的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,傳統(tǒng)的檢測技術(shù)已經(jīng)無法滿足于飛機(jī)制造的精度要求和效率要求,而數(shù)字化裝配檢測技術(shù)不僅可以提升檢測效率和檢測質(zhì)量,在各種復(fù)雜零件、大型零件中的設(shè)計(jì)階段、制造階段以及裝配階段都能夠起到很好的檢測效果,并逐漸形成一體化的檢測流程。同時(shí),為數(shù)字化裝配檢測技術(shù)的應(yīng)用,應(yīng)積極采用激光跟蹤儀、激光掃描儀、激光雷達(dá)、IGPS以及三坐標(biāo)測量機(jī)等各種數(shù)字化檢測設(shè)備,并利用計(jì)算機(jī)技術(shù)建立測量數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)和輔助檢測規(guī)劃系統(tǒng),從而完成數(shù)字化裝配檢測的工作目標(biāo)。