科技成果

阅读数: 872

成果名称: 数字化随位重组调姿定位技术与应用

成果登记号: 9612023Y1839

第一完成单位: 西安飞机工业(集团)有限责任公司

联 系 人: 赵平

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新技术

技术领域: 航空航天

应用行业: 制造业

学科分类: 工业机器人技术(460.5030)

应用状态: 产业化应用

完成人: 巴晓甫,侣胜武,王新峰,郝巨,李西宁,王永宏,王守川,田忠文,李卫平

成果简介:

在陕西省科技统筹创新工程计划项目、关键技术攻关和重大工程项目等计划的支持下,为解决我国“小产量多型号”飞机面临的数字化装配系统及其工装设备专用型强、研制周期长、成本高和利用率低等突出问题,项目组历时7年,通过理论创新、技术发明、装备研制、工程应用,实现了基于少量数字化装配系统及其工装设备的随位柔性和快捷重组,完成多种不同型号飞机的短周期、低成本、高效率和高精度的装配制造,并建立了飞机数字化随位重组调姿定位技术体系,其中主要技术发明点如下:

(1)发明了具有“随位柔性”、“快捷重组”和“智能优化”特征的飞机数智化分布式调姿定位方法。通过建立分布式调姿定位器的随位串并联、点阵型无应力快速定位、少冗余约束、位姿快捷标定、精度补偿、智能布局与优化等理论模型和方法,研制了数字化和智能化的分布式随位重组调姿定位系统(含硬件和软件),较同类型装备的研制周期缩短了约30%,成本降低了约20%,重组效率提高了2倍以上,重组利用率提高了3倍以上,系统精度达到了0.05mm/5m+0.01mm/m×L,满足新一代单品小批量飞机装配对数智化分布式调姿定位系统的重组效率和精度的要求。

(2)发明了“相对定位”的小组件柔性装配方法和“阵列定位”的大部件柔性装配定位方法。发明了长桁柔性定位器、曲面产品自适应定位吸附方法及定位吸附单元、阵列型立式柔性部件装配平台、大型复材壁板自动混联柔性安装方法及安装系统,实现了飞机装配工装从专用性向通用性的转化,满足飞机装配对装配类工装设备系统的低成本和柔性重组的要求。

(3)发明了装配应力检测方法和点云坐标靶向检测方法,研制了交点接头装配应力检测装置,构建了点云坐标优选和构造算法,开发了数字化装配测量点靶向配准软件,并结合调姿定位系统的内外双闭环补偿和力位混合控制,实现了飞机装配对检验类工装设备系统的柔性和精度要求。

(4)自主研发并投产了4套(共16台)数字化分布式随位重组调姿定位系统、多台柔性装配工装和数十件柔性可重构定位件,在多种飞机生产中持续可靠使用,实现了飞机装配低成本敏捷制造效能。

项目取得发明专利28项(已授权17项),授权实用新型专利3项,登记软件著作权5项,发表论文9篇,发布企业标准4份。项目成果获得中国专利优秀奖1项、中国先进技术转化应用大赛银奖1项、中国技术市场协会金桥奖二等奖1项。科技成果鉴定委员会意见:数字化随位重组调姿定位技术是飞机高效高精度柔性装配制造的关键技术之一,项目技术难度大、复杂程度高,取得了多项技术创新和突破,拥有多项自主知识产权,整体技术达到了国际先进水平,工程应用成效显著,产生了显著的经济和社会效益。

项目成果已在运20、MA700、ARJ21等国产大中型军民用飞机研制中工程化应用,近两年累计节省飞机研制成本约3000万元,并推广应用到船舶工业某型船的对中安装场景。项目不仅大幅促进了飞机装配制造方式从专用型向通用型和循环利用型的显著转变,而且大幅提升了陕西省大型高端装备结构件的低成本敏捷制造技术能力。