1.翼身装配调姿流程
随着科技不断地发展,飞机领域也在翻天覆地的变化,飞机装配过程中,传统的装配过程在慢慢的被替代,主要的因素就是传统技术效率低,精度不能满足,例如图1.1就是传统的调姿。
图1.1 飞机翼身传统调姿工装图
根据图1.1可以观察处传统的调姿工装在结构上就需要大量的标准工装来构建,同时还需要利用人来操作,不能实现软件控制,精度都是需要人工和经验来保证,大大的影响飞机翼身的装配精度。
因此针对飞机翼身装配过程中的缺陷和问题,开发出自动调姿系统,通过控制系统和激光跟踪系统实现控制与检测,通过他们之间的配合完成不同飞机翼身的调姿与对接,如图1.2。
图1.2 飞机翼身调姿系统
(1)测量模块,该模块是实现翼身对接过程中结果检测的重要部分,同时还对对接工装运动实时进行监控,测量精度高、定位精确地优点,主要利用iGPS、雷达、激光跟踪仪等仪器;
(2)机械调姿机构,该部门是完成翼身运动的执行装置,接到控制信号之后,驱动装置会对机构上多个定位器进行控制,实现X轴、Y周、Z轴三个方向的运动和定位,最终完成对接装配;
(3)控制系统,是自动化调姿系统的大脑,是对整个系统进行控制的单元。
飞机翼身自动化调姿的流程如图1.3。
图1.3 翼身调姿流程图
整个流程可以划分为三个阶段,第一阶段是系统配置,第二阶段是机身机翼规划调整,最后阶段是驱动与仿真显示,通过测量系统对需要调姿的翼身进行系统配置,准备前期关于翼身的技术条件,输入需要位姿的要求,系统会整合这些信息,下一步对工装进行控制,调姿翼身的位置,进行定位,对接,同时系统内会反馈出系统调姿的仿真界面,可以实时进行观察,最终完成飞机机翼的调整。
2.仿真分析
飞机装配仿真技术是对飞机翼身装配过程中的监控,是实现在生产装配前模拟装配过程的,可以发现一下设计缺陷,避免设计产生的装配错误,价格制造费用。
仿真技术分析主要从以下几个方面进行:
(1)简化模型,对飞机装配过程进行三轴定位器有限元分析时,飞机本身结构和零件会对模型产生一定的影响,因此在满足精度的前提下,需要对模型进行简化;
(2)结构材料的定义。仿真分析和有限元分析是两种不同的方式,三维仿真是对飞机装配过程进行模拟,而有限元分析是对力学和结构进行分析,因此需要对飞机翼身的材料属性进行定义;
(3)约束和载荷施加,有限元分析时候,需要模拟飞机飞行过程中外力载荷和飞行情况,因此需要对模型建立相应的约束和载荷,模拟整个飞行过程。
对于飞机整个设计与装配过程研究分析中,三维仿真和有限元分析是必不可缺的,是保证飞机设计的前提,是保证飞行安全的前提。
3.软件开发
飞机翼身姿态调整系统是保证飞机对接装配的,而调姿软件是保证系统工作的前提,软件开发的流程如图3.1。
图3.1 软件开发总体框架图
该软件采用OpenGL,该开发程序与C++不同,是一个函数库,可以为程序和开发者提供一个预包装功能,可以理解为是一个具有集成的2D和3D模型库,同时还能实现不同平台之间的关联和开发,软件开发主要的功能包含飞机机翼姿态的调姿,姿态工装的定位,测量系统的运行,数据的处理,仿真模型的导入,位姿信息的导入,运动仿真模型状态确定,通过软件程序的使用,可以减少装配过程中的重复动作,缩短开发时间,提高精度。
结论
飞机的传统装配需要的人工数量非常多,装配过程中效率很低,本文通过研究飞行飞机翼身的装配流程,解决装配过程中对接不精准,装配效率低等问题,同时还研究分析飞机调资工装,对工装控制系统进行研究分析,通过仿真技术处理工装开发初期存在的问题,大大的提高了飞机的装配精度,降低了飞机的制造成本。
参考文献
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