面向MBD模型的自动钻铆离线编程系统开发

摘要

由于具有装配效率高、装配质量好的特点，数字化自动钻铆技术在飞机装配过程中得到了越来越广泛的应用，同时也衍生出了大量自动钻铆编程任务。飞机产品的曲面复杂且钻铆点数量巨大，离线编程成为提高编程效率和保证铆接质量的关键技术之一。另外，MBD技术被航空领域企业广泛推广与应用，其中紧固件信息在飞机产品的MBD模型中息定义规范严格，为离线编程顺利实现提供了基础。本文针对ADRS-G101型自动钻铆机展开了面向MBD模型的自动钻铆离线编程系统的研究与开发，主要研究内容如下：
　　（1）对ADRS-G101型自动钻铆机的离线编程系统进行系统性研究，通过调研航空制造业在自动钻铆技术方面的需求分析，确定了面向MBD模型的自动钻铆离线编程系统的总体方案及系统的开发环境；
　　（2）针对ADRS-G101型自动钻铆的运动学位置反解算法求解问题，提出了基于旋量理论建立运动学模型，利用几何关系和Paden-Kahan子问题相结合的方法推导了该自动钻铆机的运动学反解算法。并在CATIA的DMU模块下通过具体算例验证了算法的正确性和稳定性。
　　（3）针对自动钻铆仿真加工模块实现的关键技术问题，提出了基于ICP配准算法的模型位姿修正方法，该方法有效地解决了仿真加工前工件模型理论位置与实际预装配位置存在的误差问题，从而保证仿真效果与实际情况一致；研究对比不同干涉检验实现方法，采用CATIA中自带干涉检验接口实现自动钻铆干涉检验功能，达到干涉检验的高效性和干涉信息获取的全面性；研究分析了CATIA中不同运动仿真方法，提出了基于自动钻铆机DMU运动模型实现运动仿真功能，达到程序运行稳定且动态显示效果流畅。
　　（4）基于CAA二次开发技术，在CATIA平台中开发了面向MBD模型的自动钻铆离线编程系统并通过实例验证了系统的可行性，有效提高了自动钻铆技术的应用水平。

目录

声明

缩略词

第一章 绪论

1.1引言

1.2自动钻铆技术研究现状

1.3离线编程技术研究现状

1.4本文主要研究内容和章节安排

第二章 面向MBD模型的自动钻铆离线编程系统架构设计

2.1引言

2.2自动钻铆离线编程系统的需求分析

2.3自动钻铆离线编程系统的总体方案设计

2.4离线编程系统的开发环境

2.5本章小结

第三章 基于旋量理论的自动钻铆机运动学调姿反解算法

3.1引言

3.2 ADRS-G101型自动钻铆机介绍

3.3自动钻铆机运动学反解

3.4自动钻铆机位置反解算法仿真验证

3.5本章小结

第四章 自动钻铆加工仿真功能的实现方法

4.1引言

4.2仿真模型的位姿修正方法

4.3自动钻铆干涉检测功能的实现方法

4.4自动钻铆运动仿真功能的实现方法

4.5本章小结

第五章 面向MBD模型的自动钻铆离线编程系统的实现

5.1引言

5.2自动钻铆离线编程系统功能模块的开发

5.3自动钻铆离线编程系统的应用

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1全文工作总结

6.2今后工作展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文