[发明专利]一种基于实测数据的飞机现场装配精度预测方法

说明书

本发明公开了一种基于实测数据的飞机现场装配精度预测方法，涉及飞机装配技术领域，将装配单元中每个零件所受配合约束转换为定位点约束，在每个零件上选取多个定位点，使用数字化测量设备测量每个定位点的定位偏差，根据定位点建立定位分析模型，并根据定位偏差计算出每个零件的位姿偏差，根据位姿偏差计算关键点处的位置偏差，按照装配顺序将当前零件的位置偏差与下一零件的定位偏差结合作为下一零件的定位偏差，输入定位分析模型中得到位姿偏差，直到完成所有零件的分析，得到设计要求的装配偏差，即装配精度。本发明解决了飞机现场装配阶段，工序装配精度无法预测的问题，为提高飞机一次装配成功率，减少装配返工与装配报废提供了技术基础。

技术领域

本发明涉及飞机装配技术领域，特别是涉及一种基于实测数据的飞机现场装配精度预测方法。

背景技术

在飞机装配生产过程中，尽管工艺设计人员在工艺设计阶段，就通过调整装配顺序、定位基准、装配容差等装配工艺对飞机产品关键工序的装配精度进行控制与优化。然而，在实际装配操作中，由于工装误差、装配变形、零件制造偏差等实际因素，导致飞机产品装配后不满足设计要求，装配返工、装配报废事件时有发生。

目前，国内飞机制造厂商控制装配质量的措施和手段主要集中在装配工艺设计阶段，借助于数字化的装配容差分析软件，通过对零部件设计公差进行缩放，装配工艺进行调整，在数字化软件环境下，反复进行虚拟装配，逐步调整零件公差与装配工艺，以达到控制装配精度的目的。然而，在飞机现场装配生产阶段，缺乏有效的精度预测控制方式，除了针对某些工序留有装配余量以便进行“边装边调”外，大部分的工序装配处于“试装”状态，导致不必要的装配返工与工装调节工作，致使装配生产率下降。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于实测数据的飞机现场装配精度预测方法，可以解决现有技术中存在的问题。

本发明提供了一种基于实测数据的飞机现场装配精度预测方法，该方法包括以下步骤：

基于约束自由度等效的原则，将装配单元中每个零件所受配合约束转换为定位点约束，在每个零件上选取多个定位点；

使用数字化测量设备测量上述每个零件的定位点，计算定位点处的定位偏差；

根据上述的定位点建立每个零件的定位分析模型，把上述定位偏差输入至该定位分析模型计算每个零件的位姿偏差；

根据上述得到的位姿偏差计算用于定位的关键点处的位置偏差；

根据设计精度要求确定是计算位置类偏差或尺寸类偏差，如果是计算位置类偏差的，根据装配工序，提取每个零件的装配顺序，将当前零件的用于定位的关键点处的位置偏差和下一个待装配零件在定位点处的定位偏差进行耦合，作为该下一个待装配零件装配定位时的定位偏差，输入定位分析模型中得到该下一个待装配零件的位姿偏差，根据该位姿偏差计算用于定位的关键点处的位置偏差，按照零件的装配顺序依次计算每个零件的位姿偏差和用于定位的关键点处的位置偏差，完成装配单元内所有零件的装配精度分析，最终预测设计要求的位姿偏差或用于定位的关键点处的位置偏差，即所述的位置类偏差；

如果是计算尺寸类偏差的，根据装配单元内两个零件在用于定位的关键点处的位置偏差计算获得。

优选地，在每个零件上选取定位点的方法为：

根据“3-2-1”定位原则及零件所有约束特点，确定主定位面、次定位面和第三定位面，在三个定位面中分别选取3个、2个、1个定位点，具体选取方法为：

对于主定位面内定位点Loc₁、Loc₂和Loc₃的选择，根据配合约束的位置在主定位面内确定3个区域，并将每个区域离散为有限点集，对每个点集中的点进行组合，分别计算每个组合下三角形的面积并进行对比，选取面积最大的组合中的三个点为Loc₁、Loc₂和Loc₃；