飞机数字化装配技术及装备

本书详细介绍了飞机数字化装配基础理论与方法、关键技术、工艺装备、集成系统及其工程应用。理论与方法主要包括数字化定位理论和结构装配协调理论;关键技术包括数字化测量、柔性定位、自动化制孔及自动化钻铆技术;工艺装备包括数控定位器、自动化调姿定位系统、机器人制孔系统、环形轨道制孔系统、专用机床制孔系统和自动钻铆机;工程应用部分介绍了飞机数字化装配系统的组成及作者研究团队完成的典型飞机组件数字化装配系统、部件数字化装配系统、大部件数字化对接装配系统和总装配生产线。本书可供从事飞机装配技术研究和应用的相关科研人员，高等院校教师、研究生及高年级本科生使用。

序
前言
第1章绪论1
1.1概述1
1.2飞机结构装配技术2
1.2.1装配对象分析2
1.2.2装配工艺流程4
1.3飞机结构装配中的关键问题5
1.3.1柔性定位5
1.3.2位姿协调6
1.3.3现场加工8
1.3.4可靠连接9
1.4飞机数字化装配技术11
1.4.1传统模拟量协调装配技术11
1.4.2数字化预装配技术15
1.4.3数字化测量技术15
1.4.4柔性定位技术16
1.4.5自动钻铆技术18
1.4.6移动式总装配生产线技术19
1.5飞机数字化装配工艺装备及系统集成19
1.5.1数控定位装备19
1.5.2自动化制孔装备20
1.5.3自动化钻铆机24
1.5.4装配系统集成25
1.6本书总体框架与内容27
参考文献28
第2章飞机数字化装配测量技术30
2.1概述30
2.2飞机装配测量场31
2.2.1飞机装配测量场的主要组成要素31
2.2.2飞机装配测量场构建与使用34
2.2.3飞机装配测量场的作用35
2.3转站测量技术36
2.3.1ERS点理论值标定36
2.3.2转站测量原理37
2.3.3转站测量算法38
2.4飞机装配测量精度评价方法40
2.4.1不确定度类型40
2.4.2飞机装配测量不确定度分析43
2.4.3测量不确定度建模46
2.4.4飞机装配测量场的误差估计53
2.4.5飞机装配测量场的不确定度评定54
2.5ERS点空间布局设计与优化57
2.5.1ERS点布局基本原则57
2.5.2ERS点布局对转站精度的影响59
2.5.3ERS点布局相对于装配坐标系的位置和姿态对转站精度的影响64
2.5.4ERS点布局设计原则66
2.5.5ERS点选择优化方法68
2.6测量仪器工作位置的配置与优化68
2.6.1激光跟踪仪工作位置优化方法69
2.6.2激光跟踪仪工作位置约束70
2.6.3测量优化模型求解算法70
参考文献73
第3章飞机数字化定位原理74
3.1概述74
3.1.1数控定位器75
3.1.2定位系统结构类型75
3.1.3位姿调整特性及其描述78
3.2定位系统运动学和动力学80
3.2.1定位系统运动学80
3.2.2定位系统动力学83
3.3定位系统内力分析92
3.3.1同步误差引起的内力93
3.3.2定位误差引起的内力94
3.3.3内力消除及控制方法96
3.4定位系统刚度分析99
3.4.1定位系统静刚度99
3.4.2定位系统动刚度104
参考文献109
第4章飞机数字化定位技术111
4.1概述111
4.2支撑点布局设计112
4.2.1组件支撑点布局设计112
4.2.2大部件支撑点布局设计125
4.3装配对象位姿计算方法136
4.3.1装配对象的位姿评价136
4.3.2单对象位姿计算方法137
4.3.3多对象位姿协调计算方法141
4.4调姿路径轨迹规划144
4.4.1运动学分析144
4.4.2支链轨迹规划146
4.4.3很优时间轨迹规划151
4.5大型飞机机身壁板定位变形预测及控制方法154
4.5.1变形预测与校正建模154
4.5.2变形预测与校正实例157
参考文献161
第5章数字化定位系统设计163
5.1三坐标数控定位器163
5.1.1定位器结构设计163
5.1.2定位器运动学模型164
5.1.3定位器精度设计166
5.1.4定位器部件刚度配置方法174
5.2自适应入位176
5.2.1自适应入位机构176
5.2.2锁紧力分析177
5.2.3球窝磨损分析180
5.2.4自适应入位算法185
5.3数字化定位控制系统设计188
5.3.1现场总线188
5.3.2基于现场总线的多轴协调运动控制技术189
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