本文關鍵詞：基于實測數(shù)據(jù)的飛機部件數(shù)字化預裝配技術研究

  更多相關文章： 點云 預裝配 裝配特征 偏差 干涉檢測 位姿調整

【摘要】：在飛機部件裝配中,由于零件制造偏差、工裝安裝誤差、零件定位誤差等因素,經(jīng)常導致裝配件間產(chǎn)生干涉或者間隙,從而出現(xiàn)裝配不協(xié)調現(xiàn)象。這時就需要對部分零件進行修配與調整以使裝配能夠順利進行,而反復的試裝、修配需要耗費很多時間和大量勞動力,嚴重影響了飛機裝配的效率和成本。針對此問題,本文提出了一種基于測量點云數(shù)據(jù)的部件數(shù)字化預裝配方法。首先掃描測量各構件獲取三維點云數(shù)據(jù),根據(jù)點云數(shù)據(jù)分析計算構件在虛擬裝配后的干涉情況,進而定量指導工程人員進行后續(xù)的裝配干涉處理。具體研究內容如下:討論了飛機零件制造與裝配中常用的數(shù)字化測量技術以及對于測量數(shù)據(jù)的預處理方法。針對本文所用的測量設備FARO Edge2.7三坐標便攜式測量臂所獲取的點云數(shù)據(jù)特點,討論了其適用的數(shù)據(jù)預處理方法。研究了基于實測數(shù)據(jù)的飛機部件裝配干涉檢測方法。以某復合材料翼盒結構為研究對象,首先對構件進行制造偏差檢測,定量地分析實際構件與理論模型的外形偏差。然后針對部件裝配中由于制造偏差而導致的干涉問題,提出一種基于測量數(shù)據(jù)的裝配干涉計算方法。通過測量獲取構件三維點云數(shù)據(jù),利用裝配特征確定點云模型位姿,據(jù)此分析并計算裝配件貼合面的干涉間隙值以及干涉分布情況。最后在MATLAB中開發(fā)了該干涉檢測算法的原型系統(tǒng),實現(xiàn)了快速獲取兩實際構件在裝配位置時貼合面的干涉間隙情況。分析了對于裝配干涉的處理方法。針對目前對于復合材料構件裝配干涉間隙被動處理所帶來的一系列問題,提出一種預先處理的方法。在計算機內部對復合材料壁板的位姿進行優(yōu)化調整,并通過調姿定位器將壁板目標位姿輸出到裝配現(xiàn)場;然后預先在骨架零件表面設置一定厚度的犧牲層,根據(jù)計算出的壁板與骨架之間的干涉間隙值對骨架零件進行余量去除。在給出復合材料翼盒裝配協(xié)調工藝流程的基礎上,詳細分析了基于實測數(shù)據(jù)的翼盒數(shù)字化預裝配過程。主要內容有零構件測量數(shù)據(jù)的采集與處理,零件的總體偏差檢測、壁厚分析以及變形情況分析,壁板與骨架裝配后產(chǎn)生的干涉間隙分析與計算,壁板位姿的數(shù)字化調整以及裝配間隙的補償。
【關鍵詞】：點云 預裝配 裝配特征 偏差 干涉檢測 位姿調整
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V262.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 縮略詞11-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 引言12-13
• 1.2 飛機裝配技術的國內外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 國內研究應用現(xiàn)狀13
• 1.2.2 國外研究應用現(xiàn)狀13-15
• 1.3 本課題研究背景和意義15-16
• 1.4 研究內容與論文結構16-18
• 第二章 數(shù)字化測量技術與測量數(shù)據(jù)預處理18-28
• 2.1 引言18
• 2.2 數(shù)字化測量技術在飛機零件制造與裝配中的應用18-23
• 2.2.1 數(shù)字測量技術的特點及優(yōu)勢18
• 2.2.2 數(shù)據(jù)采集中常用的數(shù)字化測量設備18-21
• 2.2.3 飛機裝配中常用的數(shù)字化測量設備21-23
• 2.3 測量數(shù)據(jù)的預處理23-27
• 2.3.1 噪音點的處理25
• 2.3.2 多視點云拼合25-26
• 2.3.3 數(shù)據(jù)精簡26-27
• 2.4 本章小結27-28
• 第三章 基于實測數(shù)據(jù)的飛機部件裝配干涉檢測28-44
• 3.1 引言28
• 3.2 裝配件的偏差檢測28-34
• 3.2.1 應用三維激光掃描技術進行產(chǎn)品偏差檢測的意義28-29
• 3.2.2 產(chǎn)品偏差檢測的基準和原則29
• 3.2.3 坐標系的轉換29-31
• 3.2.4 產(chǎn)品偏差檢測的工作流程31-34
• 3.3 基于實測數(shù)據(jù)的裝配干涉檢測34-42
• 3.3.1 點云數(shù)據(jù)裝配特征的擬合35-36
• 3.3.2 點云模型的定位36-37
• 3.3.3 貼合面對的提取37-38
• 3.3.4 點云數(shù)據(jù)與截平面求交38-41
• 3.3.5 干涉值的計算41-42
• 3.4 干涉檢測算法的實現(xiàn)42-43
• 3.5 本章小結43-44
• 第四章 裝配干涉的處理44-55
• 4.1 引言44
• 4.2 干涉的處理方法44-45
• 4.3 壁板位姿調整45-53
• 4.3.1 壁板位姿分類及調姿要求45-46
• 4.3.2 壁板位姿調整方法46-51
• 4.3.3 調姿定位器的設計51-53
• 4.4 骨架加工余量的去除53-54
• 4.5 本章小結54-55
• 第五章 基于實測數(shù)據(jù)的數(shù)字化預裝配應用研究55-67
• 5.1 引言55
• 5.2 翼盒裝配協(xié)調工藝流程55-57
• 5.3 基于實測數(shù)據(jù)的翼盒數(shù)字化預裝配實例分析57-66
• 5.3.1 零件點云采集與處理57-58
• 5.3.2 零件偏差檢測58-62
• 5.3.3 壁板與骨架的裝配協(xié)調62-66
• 5.4 本章小結66-67
• 第六章 總結與展望67-69
• 6.1 全文總結67
• 6.2 工作展望67-69
• 參考文獻69-72
• 致謝72-73
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文73

【參考文獻】

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本文編號：780472