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航空制造技术

发布时间:2019-01-20 16:29 作者:澳门现金网_澳门现

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.026

  对于复杂狭窄内腔装配,人工操作难度高、劳动强度大、效率低。常规的自动装配系统由于尺寸的限制也很难完成此类作业。蛇形臂机器人具有长径比大、自由度多、运动灵活以及环境适应能力强等优点,是解决复杂狭窄内腔装配难题的最佳方案。

  南京航空航天大学教授、博士生导师,享受国务院政府特殊津贴,2011年入选江苏省“333高层次人才培养工程”第二层次(中青年科技领军人才),2012年被聘为江苏特聘教授,入选2013-2014国家教育部长江学者特聘教授奖励计划。主要从事电化学加工理论及应用的研究工作,兼任全国特种加工学会电化学制造技术专业委员会副主任委员。先后主持国家“863”重点项目、国家自然科学基金面上项目及国防基础研究计划等国家及省部级项目。

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.034

  基于对飞机机身壁板装配的结构特点与自动钻铆机钻铆工艺性的深入分析,针对某型号飞机机身壁板装配,研究某型飞机机身壁板装配工艺基础上,设计一套能够适应自动钻铆机机身壁板装配模块化工装。该工装可实现不同型号飞机机身壁板定位装配,可与自动钻铆机良好结合,为提高不同型号机身壁板装配二次定位精度和装配质量的稳定性与缩短生产准备周期提供了保障,同时结合人机仿真技术与动态测量技术验证该工装在某型机身壁板装配中的应用。

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.040

  数字化装配技术在飞机装配中已获得广泛应用,通过对某型机中外翼部件装配工艺和工装的介绍,指出了数字化装配对提高飞机装配质量和飞机装配效率方面的作用,提出了解决数字化装配过程中一般问题的方法。

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.043

  2013年4月,汉诺威工业博览会上正式推出了“德国工业4.0”,进而使得第四次工业革命加速到来。2010年7月,德国政府在《高科技战略2020》报告中明确了“智能制造”将成为十大未来核心项目之一,目的是提高工业领域新一代革命技术的研发和创新能力。中国工业界也将借鉴德国工业的先进制造理念,走出一条符合中国特色的工业道路。

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.046

  研究了数字化装配在发动机装配工艺设计中的应用,提出了数字化环境下发动机装配工艺设计的工作流程;引入结构化设计思想,将产品、工艺、资源三者关联,构建了装配工艺模型,并以发动机装配工作为例,对数字化装配工艺设计进行了实例验证。

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.051

  为提高飞机装配工艺仿真效率,在对飞机装配作业分解与基本作业过程分段分析的基础上,对飞机装配作业中常见的装配动作进行归纳和仿真特性分析,总结出不同装配动作类型的快速仿真方法,即充分利用虚拟现实外设驱动虚拟人和算法驱动虚拟人的优点,来仿真不同特性的装配动作快速仿线

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.056

  卫星数量逐年增加,卫星装配呈现出多型号、小批量等特点。通过开展装配仿真技术在卫星装配中的应用,合理布置装配资源,优化装配序列,人因工程模拟,验证装配工艺方案可行性,生成仿真文档,能够有效提高卫星装配效率和质量。

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.059

  针对飞机装配自动制孔过程仿真,提出了一种仿真数据的计算生成技术,通过编写软件解析自动制孔设备的加工指令,计算设备在制孔过程中的机构运动数据, CATIA系统读取数据后可以实现自动制孔过程的仿线

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.062

  从航空发动机装配阶段的数字化需求出发,分别介绍数字化装配工艺设计和装配过程管理两个阶段的国内外技术发展现状;重点阐述了装配工艺设计与装配过程管理协同设计的理念,从现状介绍、需求分析、方案规划等方面进行详细介绍;综述目前协同设计的建设情况,全面为后续发动机数字化装配平台的规划管理和实施建设提供参考。

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.065

  根据现代飞机大部件对接容差分配技术特点和发展需求,阐述了国内外先进的容差分析原理和方法,重点分析了大部件对接的技术要求、影响飞机制造的准确度因素等,以供其他设计参考使用。

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.068

  现阶段小卫星数字化设计制造中重点解决卫星总体协同设计和三维下厂问题,通过在型号研制过程中摸索和实践,初步形成了一套全三维数字化设计制造方法,实现了小卫星设计制造过程的无纸化。

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.073

  飞机总装流程是一个产品逐步安装、系统逐步集成、功能分级试验的过程,涉及到多学科、多专业单点技术的综合应用,其关键设计技术为数字化集成工艺设计技术。根据飞机全生命周期管理对总装数字化的需求,结合前期数字化工艺设计的工程经验,试图采用系统工程模型的统一方法论将工艺设计技术、技术管理方法与多点技术应用进行有效集成,实现飞机总装的数字化敏捷制造,为数字化环境下的飞机总装提供支撑。

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.077

  针对航空发动机燃油控制系统装配BOM数据结构化程度低及数据离散分布等问题,分析了燃油控制系统装配BOM的类型及特点,提出了基于PDM系统进行装配BOM数据管理的结构化定义模型。从数据构建、流程管理、IT技术应用等方面提出了有效ABOM准确率的措施,希望能给我们企业自身ABOM数据的管理提升提供参考。

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.081

  生产流程创新、企业大数据应用、虚拟组织团队、生产系统建模仿线战略的典型特征,而飞机总装是集技术、质量、管理为一体的综合化系统,其核心包括飞机总装工艺流程的数字化设计技术、装配线平衡设计技术等。本文试图对工业4.0牵引下的飞机总装工艺流程设计技术进行初步探讨,分析和展望其关键技术,并对当前的应用情况进行案例分析,为后续的深入研究打下基础。

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.087

  针对手工和自动化电磁铆接应用,将电磁发射的机理引入电磁铆接领域,通过该技术在电磁铆接设备的具体实现,研制了电磁铆接设备。所研制铆接设备可使铆枪的金属冲头在磁场中持续加速,获得最大的动能后撞击到铆模上,实现铆接。铆接同样规格的铆钉和安装螺栓需要的电容储能大幅度减少,因此放电时通过线圈的电流也大幅减小。可以大幅提高能量利用率,电源和铆枪体积小、重量轻、发热小、易于操作、更安全,便于实现自动化铆接。

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.091

  目前,手持铆接工具在飞机装配中仍被广泛应用。给出了几种国内外先进的手持铆接工具,介绍了其功能及特点,指出了目前手持铆接工具存在的问题及发展趋势;最后,以具有在线质量检测功能的环槽铆钉铆接工具为例,总结了其关键技术及实现方法。

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.093

  随着复合材料用量的不断扩大,我国民用客机的水平安定面复合材料整体化导致装配基准变化、对称度难以保证、大量盲区复合材料钻孔等问题。通过开展装配基准的选择、下壁板组件的精确定位、激光跟踪仪测量辅助定位、盲区精确协调钻孔等关键技术研究,顺利完成某型民用客机复合材料整体水平安定面的装配,气动外形、紧固件安装及装配质量均满足设计要求。

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.096

  研究了用于抽芯铆钉钉体的材料CP-Ti的再结晶温度以及基于该材料的抽芯铆钉钉体的镦锻工艺。结果表明:当加热温度在550~800℃时,随着加热温度的升高,CP-Ti显微组织发生回复、再结晶、晶粒长大,结合不同温度下的材料组织变化,通过金相法和显微硬度法确定CP-Ti的再结晶温度为650℃;根据材料特点以及钉体强度要求,采用温镦工艺成形钉体,当加热温度为400℃时,镦锻出的钉体头部成形良好,杆部强度达到设计要求。

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.100

  以铝铝、钛钛和钛铝3种典型叠层构件为研究对象,利用专用试切台和钻孔质量检测仪,研究了机器人自动制孔系统钻削工艺参数。研究表明,铝铝和钛钛叠层构件机器人自动制孔系统可采用一次连续制孔方式实现高精度钻孔,对于铝铝叠层制孔系统采用主轴转速为4000r/min和进给速度为1200mm/min的参数较为合适。钛钛叠层制孔系统采用主轴转速为800r/min和进给速度30mm/min的参数较为合适。钛铝叠层构件自动钻孔时,当叠层厚度大于10mm时,制孔系统采用多次变主轴转速方式钻孔较好,且跟据各层材料选用工艺参数;当厚度小于10mm时,制孔系统采用一次连续方式钻孔,且以钛合金工艺参数进行钻孔。

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.102

  太阳翼是提供航天器空间电源的主要形式,太阳翼可靠的对接展开锁定是保证其正常在轨工作与准确对日定向的关键。太阳翼对接是航天器总装实施的重要环节。首先简要分析传统太阳翼对接技术;其次,对并联机器人的技术指标、工作模式、适用工况进行分析,指出并联机器人可以满足太阳翼对接精度和工况要求;最后,提出了基于激光跟踪仪的并联机器人太阳翼对接方法。

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.107

  针对飞机数字化装配过程中对于大尺寸部件的装配需求,设计并制造了一台工装设备。对数字化装配控制系统的硬件组成以及控制系统软件的功能、结构进行了说明,并着重论述了大跨度横梁结构下同步驱动、同步回参考点等关键技术。

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.112

  自动制孔具有精度高、一致性好和效率高等优点,离线编程是飞机自动制孔装配的使能技术。针对飞机装配自动制孔过程中单纯基于理论数模编程,不能有效消除累积装配误差和定位偏差对产品连接质量的影响,难以满足实际工程化应用需求等问题,提出了一种用于产品二次定位的照相测量方法,通过测量预连接的基准孔位,采用数模编程与实测补偿相结合的手段,保证了自动制孔位置的准确度,提高装配的质量和效率。

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.116

  针对航天器总装领域多规格紧固件管理需求,设计并搭建了紧固件自动组套系统。系统首先利用CCD设备对紧固件进行实时图像采集,然后通过图像处理技术获取待抓取对象及位置信息,最后在六自由度机械臂与电动夹持机构的相互配合下实现紧固件的抓取及组套。自动组套系统可以同时满足单类紧固件出库和多类紧固件组套出库的需求。

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.119

  针对传统飞机水平测量方法的不足,提出一种基于激光跟踪仪、iGPS数字化测量系统联合应用的水平测量新方法。介绍激光跟踪仪、iGPS两种测量系统的组成及工作原理。制定了包括iGPS测量场布局、iGPS系统标定、激光跟踪仪布站、统一坐标系、激光跟踪仪转站及水平测量点测量等环节的飞机水平测量方案。应用表明,该方案测量精度高、劳动强度低,完全满足新一代飞机的装配需求。

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.122

  在飞机机翼喷丸壁板的检验过程中,利用点阵化三坐标数控定位技术对飞机机翼喷丸壁板非检测部位进行柔性定位支撑,并施加壁板检验所需的外部压力;通过三坐标数控定位器上部的力传感器测量壁板检验允许施加的外部压力,利用高精度的测距传感器在平面内的两自由度移动对飞机机翼喷丸壁板检测部位进行测量,测量数据实时反馈回数据库,将数据模拟成数学模型与检测数学模型进行比对,测量位置的实际差值即为检验产品的制造误差;检测完成后,计算机软件自动生成检验报告。

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.128

  为提高飞机数字化装配系统中机身部件工艺球头入位的准确性,提出了基于激光跟踪仪测量的工艺球头入位方法,并设计了绝对和相对测量法,确定采用相对测量法完成球头入位测量,建立了相对测量法的计算模型,最后设计一套工艺球头入位测量流程。

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.130

  针对数字化装配技术,基于三维全相关信息模型和数字化检测设备,面向三维装配工艺阐述了数字化检测工艺的设计方法和流程,并对三维全相关信息模型提出了设计标准要求,形成了基于三维装配工艺的装配数字化检测应用软件系统。

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.134

  针对飞机曲面壁板自动制孔的高垂直度要求,本文提出一种新型的基于多激光位移传感器的法向测量方法。首先,在刀具坐标系下,利用标定基准板及激光跟踪仪对各个激光位移传感器空间位置坐标信息进行标定;其次,将标定结果与激光位移传感器实际测量的距离值相结合,求解制孔部位周边激光点坐标;最后,利用最小二乘法求解制孔部位法向量。该测量方法不以测量设备的位姿为前提,且对安装精度也无较高要求,具有精度高、操作方便、适用于工程应用等特点。

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.138

  为了实现高精度的翼身自动对接,并且提高对接一次成功率,提出基于精度控制的飞机翼身自动对接技术。该技术综合应用了装配容差分配、自动驱动对接和数字化测量等技术,有效满足了飞机翼身对接的要求。

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.142

  自动制孔设备进行自动制孔之前,需要对待加工零部件与设备坐标系进行标定。传统的标定方法以工装为中心,应用激光跟踪仪统一对设备、工装和工件进行测量,过程繁琐、生产准备时间长。针对这一问题提出了一种利用自动制孔末端的孔定位功能和设备坐标系下可知的刀尖点坐标的标定方法,并对该方法的关键技术进行了详细研究。

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.145

  针对航空航天领域中常见的曲面类零件,提出一种曲面类零件的机器人装配方法。在提出曲面类零件装卡定位方法的基础上,设计了曲面类零件的装卡定位适配器。基于激光跟踪仪测量定位原理,对曲面类零件的装配作业任务进行了路径规划,并提出了误差补偿策略。通过机器人装配试验对该系统进行试验验证,结果显示了所提出的曲面类零件的装配方法的有效性和可行性。

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.150

  为了适应飞机数字化装配及精加工要求,本文深入分析了由模拟量转化为数字量协调可能遇到的生产问题,提出了新型的工艺解决方案,并运用理论数模与实物样件对比、二次修正的方法,实现产品的快速逆向建模。通过引进具有在线检测、自动调姿、数控精加工功能的数字化生产线,实现多机型并行制造,保证产品质量的同时,有效地提高生产效率,降低生产成本。

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.155

  通过对国内外航空发动机总装现状的分析,结合数字化、脉动装配的关键技术研究成果,探讨航空发动机总装生产线的规划及能力建设。

  DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2015.21.158

  针对飞机总装装配线改进设计,通过对仿真技术的发展和国内外应用现状的分析研究,结合飞机总装装配线特点和国内现阶段工艺设计水平,论证了运用离散事件仿真进行工艺流程改进优化和物流系统设计的方法。定义了总装装配线改进的目标和相关变量,并进行了基础数据收集需求分析,建立了各装配站位的初步仿真模型,为下一阶段的深入研究奠定了基础。

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