本文關(guān)鍵詞：飛機(jī)數(shù)字量裝配協(xié)調(diào)技術(shù)研究

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【摘要】：協(xié)調(diào)技術(shù)是飛機(jī)研制的關(guān)鍵技術(shù)之一,數(shù)字化協(xié)調(diào)技術(shù)近年來(lái)受到了廣泛重視,并取得了一定的技術(shù)突破。國(guó)外已進(jìn)行了較為深入的研究,形成了完善的數(shù)字量協(xié)調(diào)技術(shù)體系,并在波音、空客等航空企業(yè)的飛機(jī)研制中得到了應(yīng)用;國(guó)內(nèi)飛機(jī)制造業(yè)目前處于由模擬量協(xié)調(diào)方式向數(shù)字量協(xié)調(diào)方式轉(zhuǎn)變的過(guò)渡時(shí)期,兩種協(xié)調(diào)方式混合應(yīng)用,飛機(jī)研制中仍然存在著協(xié)調(diào)成本高、周期長(zhǎng)、局部不協(xié)調(diào)的情況,全數(shù)字量的裝配協(xié)調(diào)技術(shù)仍處于研究和探索階段。因此,研究全數(shù)字量的裝配協(xié)調(diào)關(guān)鍵技術(shù),建立數(shù)字量裝配協(xié)調(diào)理論方法,健全基于數(shù)字量的尺寸與形狀傳遞體系,對(duì)于我國(guó)航空制造業(yè)的發(fā)展具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。論文的主要工作與創(chuàng)新點(diǎn)如下:1.提出了基于協(xié)調(diào)模型的數(shù)字量裝配協(xié)調(diào)工作法。針對(duì)模擬量協(xié)調(diào)和混合協(xié)調(diào)的尺寸和形狀傳遞環(huán)節(jié)多、協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度難以保證等問(wèn)題,研究了飛機(jī)全數(shù)字量裝配協(xié)調(diào)原理,提出了以數(shù)字協(xié)調(diào)模型為基礎(chǔ)、以產(chǎn)品裝配誤差傳遞為導(dǎo)向、以測(cè)量數(shù)據(jù)為依據(jù)、以動(dòng)態(tài)反饋調(diào)整為手段、以協(xié)調(diào)尺寸一致性為核心的全數(shù)字量閉環(huán)協(xié)調(diào)控制方法,形成了包含協(xié)調(diào)要素識(shí)別與控制、裝配協(xié)調(diào)關(guān)系分析及裝配協(xié)調(diào)尺寸鏈構(gòu)建等方法的保障協(xié)調(diào)尺寸一致性的全數(shù)字量協(xié)調(diào)技術(shù)體系。2.構(gòu)建了作為唯一協(xié)調(diào)依據(jù)的全數(shù)字量協(xié)調(diào)模型,實(shí)現(xiàn)了基于協(xié)調(diào)模型的全數(shù)字量協(xié)調(diào),形成了協(xié)調(diào)模型在飛機(jī)制造中的應(yīng)用模式。將協(xié)調(diào)模型定義為由協(xié)調(diào)要素、協(xié)調(diào)關(guān)系與協(xié)調(diào)方法組成的一種工藝模型;系統(tǒng)性地形成了協(xié)調(diào)模型在零件制造、組件/部件/大部件裝配協(xié)調(diào)過(guò)程中的應(yīng)用模式,即通過(guò)引用協(xié)調(diào)要素與協(xié)調(diào)關(guān)系信息,在協(xié)調(diào)方法的指導(dǎo)下,完成數(shù)字量協(xié)調(diào)信息的精確傳遞,對(duì)比分析檢測(cè)結(jié)果與協(xié)調(diào)模型中的精度要求,對(duì)加工、成形、定位、裝配等工藝過(guò)程及協(xié)調(diào)模型中的協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋調(diào)整,以滿(mǎn)足協(xié)調(diào)要求。3.提出了基于重要度的定性定量相結(jié)合的產(chǎn)品協(xié)調(diào)要素識(shí)別方法,以及產(chǎn)品協(xié)調(diào)要素與工藝協(xié)調(diào)要素間的混合映射方法。采用田口質(zhì)量損失函數(shù)法,計(jì)算裝配層次間的各備選協(xié)調(diào)要素對(duì)目標(biāo)協(xié)調(diào)要素造成的質(zhì)量損失,結(jié)合模糊理論中的DMATEL(Decision Making Trial and Evaluation Laboratory)方法,計(jì)算各協(xié)調(diào)要素的影響度與被影響度,完成基于重要度的定性定量相結(jié)合的產(chǎn)品協(xié)調(diào)要素識(shí)別;基于產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息,構(gòu)建映射函數(shù),完成其向加工域協(xié)調(diào)要素的映射;運(yùn)用多色集合理論,建立產(chǎn)品協(xié)調(diào)要素與工裝域協(xié)調(diào)要素間的關(guān)聯(lián)關(guān)系;結(jié)合測(cè)量設(shè)備選擇、測(cè)量基準(zhǔn)建立、測(cè)點(diǎn)采樣與布局、測(cè)量路徑與測(cè)量順序優(yōu)化等因素,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)域、加工域和工裝域到測(cè)量域協(xié)調(diào)要素的混合映射。4.建立了基于協(xié)調(diào)要素的裝配協(xié)調(diào)關(guān)系模型,并構(gòu)建了單個(gè)協(xié)調(diào)控制環(huán)節(jié)的誤差模型,為協(xié)調(diào)關(guān)系的調(diào)整提供了依據(jù)�？紤]飛機(jī)復(fù)雜的裝配層次與不同裝配工位之間的協(xié)調(diào)關(guān)系演化,建立了集成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、裝配協(xié)調(diào)過(guò)程、工藝裝備信息、協(xié)調(diào)約束信息等的協(xié)調(diào)關(guān)系模型,表達(dá)出了飛機(jī)協(xié)調(diào)部位的狀態(tài)以及完整的協(xié)調(diào)關(guān)系傳遞過(guò)程;基于識(shí)別出的協(xié)調(diào)要素,計(jì)算協(xié)調(diào)特征間由配合約束引起的偏差,構(gòu)建了單個(gè)協(xié)調(diào)控制環(huán)節(jié)的誤差模型,反映了協(xié)調(diào)部位之間的協(xié)調(diào)約束狀態(tài)。5.提出了基于狀態(tài)空間方程的協(xié)調(diào)誤差傳遞與協(xié)調(diào)尺寸鏈構(gòu)建方法,并基于統(tǒng)計(jì)過(guò)程分析與裝配工位流波動(dòng)分析,對(duì)協(xié)調(diào)尺寸的一致性進(jìn)行控制。對(duì)裝配協(xié)調(diào)過(guò)程中的基本誤差源及其相互作用關(guān)系進(jìn)行分析建模,同時(shí)考慮飛機(jī)裝配的多層次、多工位變換特點(diǎn),定義了協(xié)調(diào)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)變過(guò)程,并對(duì)相關(guān)誤差項(xiàng)分析建模;結(jié)合裝配全局中的工序工步,對(duì)各協(xié)調(diào)控制環(huán)節(jié)進(jìn)行誤差傳遞建模,構(gòu)建了多工位裝配的協(xié)調(diào)尺寸鏈,對(duì)協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度有較大影響的協(xié)調(diào)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化反饋;構(gòu)造統(tǒng)計(jì)樣本,基于單值—移動(dòng)極差圖X-R_s,總結(jié)引起裝配不協(xié)調(diào)的判異準(zhǔn)則,并針對(duì)裝配數(shù)據(jù)在不同時(shí)間階段的動(dòng)態(tài)變化,提出工位流波動(dòng)的概念,繪制工位流波動(dòng)圖,綜合調(diào)整裝配生產(chǎn)過(guò)程,改善裝配協(xié)調(diào)性。6.開(kāi)發(fā)了一套飛機(jī)數(shù)字量裝配協(xié)調(diào)原型系統(tǒng)并進(jìn)行了驗(yàn)證。以某型機(jī)前緣襟翼部件的裝配協(xié)調(diào)為例,建立其裝配協(xié)調(diào)模型,實(shí)現(xiàn)了基于協(xié)調(diào)模型的全數(shù)字量協(xié)調(diào)方法在設(shè)計(jì)、加工、裝配階段的應(yīng)用;同時(shí)對(duì)比分析基于協(xié)調(diào)模型與基于交點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)量規(guī)的前緣襟翼交點(diǎn)與機(jī)翼主體交點(diǎn)的對(duì)接協(xié)調(diào)路線(xiàn),驗(yàn)證了基于協(xié)調(diào)模型的協(xié)調(diào)工作法的有效性與正確性,即:(1)在不使用實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)工裝的情況下,基于協(xié)調(diào)模型的工作法可以實(shí)現(xiàn)飛機(jī)產(chǎn)品的尺寸與形狀傳遞;(2)協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度的傳遞結(jié)果能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)字量協(xié)調(diào) 協(xié)調(diào)模型 協(xié)調(diào)要素 協(xié)調(diào)關(guān)系 協(xié)調(diào)一致性控制
【學(xué)位授予單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：V262.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第一章 緒論12-32
• 1.1 研究背景與意義12-13
• 1.2 飛機(jī)裝配協(xié)調(diào)工作法的研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題13-18
• 1.2.1 基于模線(xiàn)樣板的模擬量工作法13-14
• 1.2.2 基于模擬量和數(shù)字量的混合工作法14-15
• 1.2.3 基于全數(shù)字量的協(xié)調(diào)工作法15-18
• 1.3 基于全數(shù)字量的裝配協(xié)調(diào)工作法相關(guān)技術(shù)的研究現(xiàn)狀及存在問(wèn)題18-29
• 1.3.1 產(chǎn)品協(xié)調(diào)要素的識(shí)別與控制方法22-24
• 1.3.2 產(chǎn)品協(xié)調(diào)要素與工藝協(xié)調(diào)要素的關(guān)聯(lián)映射關(guān)系24-26
• 1.3.3 飛機(jī)數(shù)字化裝配協(xié)調(diào)關(guān)系分析26-27
• 1.3.4 飛機(jī)數(shù)字化裝配協(xié)調(diào)誤差傳遞與協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度分析27-29
• 1.4 論文實(shí)例29
• 1.5 研究?jī)?nèi)容與章節(jié)安排29-32
• 第二章 基于協(xié)調(diào)模型的數(shù)字量協(xié)調(diào)工作法32-66
• 2.1 引言32
• 2.2 飛機(jī)制造中的協(xié)調(diào)關(guān)系32-33
• 2.3 協(xié)調(diào)模型的定義33-37
• 2.3.1 協(xié)調(diào)要素34-35
• 2.3.2 協(xié)調(diào)關(guān)系35-36
• 2.3.3 協(xié)調(diào)方法36-37
• 2.4 協(xié)調(diào)模型的信息建模37-44
• 2.4.1 產(chǎn)品協(xié)調(diào)要素信息建模37-38
• 2.4.2 工藝協(xié)調(diào)要素信息建模38-41
• 2.4.3 協(xié)調(diào)模型的關(guān)鍵要素信息41-42
• 2.4.4 協(xié)調(diào)模型與工程數(shù)據(jù)集之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系42-44
• 2.5 協(xié)調(diào)模型的分類(lèi)及作用過(guò)程44-57
• 2.5.1 零件制造協(xié)調(diào)模型46-49
• 2.5.2 組件裝配協(xié)調(diào)模型49-51
• 2.5.3 部件裝配協(xié)調(diào)模型51-54
• 2.5.4 大部件對(duì)接裝配協(xié)調(diào)模型54-55
• 2.5.5 協(xié)調(diào)模型在整架飛機(jī)制造中的作用過(guò)程55-57
• 2.6 基于協(xié)調(diào)模型的裝配協(xié)調(diào)原理57-60
• 2.7 全數(shù)字量閉環(huán)協(xié)調(diào)控制方法實(shí)例分析60-64
• 2.8 本章小結(jié)64-66
• 第三章 產(chǎn)品協(xié)調(diào)要素識(shí)別與控制方法66-86
• 3.1 引言66
• 3.2 產(chǎn)品協(xié)調(diào)要素的層次性分解66-68
• 3.3 產(chǎn)品協(xié)調(diào)特征的識(shí)別68-72
• 3.3.1 協(xié)調(diào)特征識(shí)別的研究思路68-69
• 3.3.2 協(xié)調(diào)特征的定性識(shí)別69
• 3.3.3 協(xié)調(diào)特征的定量識(shí)別69-72
• 3.4 產(chǎn)品協(xié)調(diào)特征的統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制72-77
• 3.5 實(shí)例驗(yàn)證77-85
• 3.6 本章小結(jié)85-86
• 第四章 產(chǎn)品協(xié)調(diào)要素與工藝協(xié)調(diào)要素關(guān)聯(lián)映射方法86-102
• 4.1 引言86
• 4.2 工藝協(xié)調(diào)要素映射過(guò)程描述86-87
• 4.3 產(chǎn)品協(xié)調(diào)要素與工藝協(xié)調(diào)要素之間的關(guān)聯(lián)映射87-97
• 4.3.1 設(shè)計(jì)域信息與加工域信息的關(guān)聯(lián)映射87-88
• 4.3.2 設(shè)計(jì)域信息與工裝域協(xié)調(diào)信息的關(guān)聯(lián)映射88-92
• 4.3.3 設(shè)計(jì)域、加工域、工裝域信息與測(cè)量域信息的關(guān)聯(lián)映射92-97
• 4.4 實(shí)例驗(yàn)證97-101
• 4.4.1 不同產(chǎn)品對(duì)象的定位執(zhí)行末端結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)97-99
• 4.4.2 裝配基準(zhǔn)點(diǎn)布置與工裝坐標(biāo)系的建立99-100
• 4.4.3 OTP點(diǎn)的布局100-101
• 4.5 本章小結(jié)101-102
• 第五章 飛機(jī)數(shù)字化裝配協(xié)調(diào)關(guān)系建模102-122
• 5.1 引言102
• 5.2 協(xié)調(diào)關(guān)系模型102-106
• 5.3 協(xié)調(diào)約束關(guān)系分析106-113
• 5.3.1 協(xié)調(diào)要素變動(dòng)分析106-110
• 5.3.2 協(xié)調(diào)特征配合約束分析110-113
• 5.4 實(shí)例驗(yàn)證113-121
• 5.4.1 面-面約束中的協(xié)調(diào)關(guān)系分析114-115
• 5.4.2 基于坐標(biāo)孔的內(nèi)定位柔性裝配中的協(xié)調(diào)關(guān)系分析115-118
• 5.4.3 孔-軸-孔配合約束中的協(xié)調(diào)關(guān)系分析118-121
• 5.5 本章小結(jié)121-122
• 第六章 飛機(jī)數(shù)字化裝配協(xié)調(diào)誤差傳遞與協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度分析122-150
• 6.1 引言122
• 6.2 裝配協(xié)調(diào)誤差傳遞建模122-133
• 6.2.1 裝配過(guò)程中的基本誤差源122-123
• 6.2.2 誤差源相互作用分析123-127
• 6.2.3 協(xié)調(diào)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)變過(guò)程中的裝配協(xié)調(diào)誤差建模127-133
• 6.3 基于誤差模型的裝配協(xié)調(diào)尺寸鏈構(gòu)建方法133-140
• 6.3.1 單工位誤差傳遞分析133-134
• 6.3.2 多工位誤差傳遞分析134-140
• 6.4 實(shí)例驗(yàn)證140-149
• 6.4.1 單工位裝配誤差傳遞140-145
• 6.4.2 多工位裝配誤差傳遞145-149
• 6.5 本章小結(jié)149-150
• 第七章 飛機(jī)數(shù)字量裝配協(xié)調(diào)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與實(shí)例驗(yàn)證150-168
• 7.1 引言150
• 7.2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及功能模塊150-154
• 7.2.1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)150
• 7.2.2 系統(tǒng)功能模塊介紹150-154
• 7.3 基于裝配協(xié)調(diào)模型的工作方法應(yīng)用實(shí)例154-162
• 7.4 模擬量協(xié)調(diào)與數(shù)字量協(xié)調(diào)的對(duì)比分析162-166
• 7.4.1 基于交點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)量規(guī)的模擬量傳遞實(shí)例162-164
• 7.4.2 基于協(xié)調(diào)模型的數(shù)字量傳遞實(shí)例164-165
• 7.4.3 對(duì)比分析的結(jié)論165-166
• 7.5 本章小結(jié)166-168
• 第八章 總結(jié)與展望168-172
• 8.1 全文研究工作總結(jié)168-169
• 8.2 后續(xù)研究展望169-172
• 參考文獻(xiàn)172-182
• 致謝182-184
• 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和參加科研情況184-187

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：694860