摘要：关于早期工艺设计理论方法的研究都是以特征信息为基础,不能利用早期阶段粗粒度、非完备的产品信息.为此,采用关键特性表示粗粒度、非完备的产品信息,提出基于核心工艺框架的工艺设计方法.核心工艺框架是对满足关键特性要求的工艺计划的抽象,可表达产品族或零件族中各种变型的核心工艺内容,根据分支和存在规则快速配置工艺计划.基于核心工艺框架的工艺设计过程包括4个步骤:确定产品族/零件族,检索核心工艺框架,配置核心工艺和工艺路线设计,有效性规则、原理性规则和定制性规则确保工艺设计的准确性.最后通过有翼导弹的弹翼主梁的加工工艺验证了此方法的可行性.

摘要：为提高管路组件的装配质量和效率并降低对人工经验的依赖,设计并实现了一套面向管路组件装配的自动化可重构柔性工装系统。该工装系统主要由配置系统、控制系统和机械系统3个子系统组成。配置系统实现管路工装系统的快速配置,主要功能包括管路组件信息管理、工装配置参数计算、工装模型自动生成及工装配置信息输出;控制系统设计为一主多从的控制模式,可实现定位器定位以及空间布局和对管接头空间位姿调整的精确控制;机械系统主要由龙门型位移台和多个管接头定位器组成,实现定位器的可控操作以及管路装配。通过3个子系统协同配合实现了管路组件的自动化装配。通过实验和现场应用验证表明,该工装系统能够显著提高管路装配效率,降低管路制造成本,对保证管路最终产品质量具有重要作用。

摘要：根据CAPP系统人机工程和工艺路线方案选择的需要,提出了一种基于图形控件和过程网的多工艺路线可视化设计与评估方法.该方法根据工艺路线的构成要素,设计建立了具有标示、工艺、图形和评估四个方面属性的工序控件、机床控件、特征控件和搬运控件等图形控件,采用图形控件的拖拽方式和网络图的表达方式构建工艺路线,实现了多工艺路线的可视化设计,并采用Dijkstra算法对过程网中的多条工艺路线进行评估,从而选择最优工艺路线.最后给出了某飞机结构件的应用实例.该方法能够更好地体现工艺师的设计思路,有效地进行工艺方案论证和决策.

摘要：PPPS机构球铰点中心位置对飞机大部件调姿精度有重要影响,为了解决当前常用的球铰点中心位置获取方式在精度或效率上的不足,提出一种PPPS调姿机构球铰点中心位置的闭环标定方法。首先,分析了球铰点中心位置误差与运动学逆解时定位器位移求解偏差的关系及大部件位姿变换参数对其的影响;然后,提出了基于关键特性结合奇异值分解几何意义的飞机大部件位姿参数快速求解方法,使位姿参数求解过程更加直观简捷,同时相较于常用的奇异值分解方法在精度上没有损失;利用一次调姿过程前后大部件位姿参数的变化和定位器的位移反馈,结合运动学逆解对球铰点中心的位置进行闭环标定,最后,以某型号飞机垂尾测试件为例验证了所提出方法的正确性和实用性。

摘要：提出了现代质量观念下面向产品全生命周期的工艺质量的概念 ,建立了统一的工艺质量模型。该模型分为 5个层次 ,即整体工艺质量层、质量特性层、工艺质量要素层、工艺决策参数层和集成信息平台层 ,由 8个元组组成。在此基础上 ,探讨了基于工艺质量模型的并行制造实施方法 ,包括鉴别质量特性、配置工艺质量要素、工艺质量要素自动“聚焦”与协同决策、工艺质量评价 ,以及工艺质量改进 5个步骤 ,有利于保证与改进产品全生命周期中的工艺质量和产品质量。

摘要：工艺设计是一个不断改进与优化的过程,而反面工艺知识即工艺失效知识,对工艺改进与优化往往十分有效.提出了一种基于工艺失效知识的改进方法,包括8个步骤确定潜在失效模式,分析潜在失效原因,计算风险优先数N,提出改进措施,计算改进后的风险优先数N’,权衡改进措施,采纳改进措施和存储工艺改进数据.在基于Web的工艺失效知识库管理系统——工艺FMEA(FailureModeandEffectAnalysis)的基础上,通过建立工艺失效知识与产品和工艺信息的关联,实现工艺FMEA系统与CAPP(ComputerAidedProcessPlanning)系统的信息集成和过程集成,从而达到工艺改进的目的.给出某飞机结构件(主梁)利用工艺失效知识进行工艺改进的验证实例,为在工艺设计阶段主动预防地改进工艺方案提供了一种有效手段.

摘要：在智能制造背景下,制造车间向智能车间转型是未来发展的必然趋势,而目前制造车间数据大量增长产生了私有协议数据多、数据无法充分利用、数据无法跨系统跨企业共享的问题。为解决上述问题,设计并实现了一个云架构下基于标准语义模型和复杂事件处理的制造车间数据采集和融合系统。该系统由设备端和云端两部分组成。设备端为分布式结构,解决了私有协议数据多的问题;其中数控机床和工业机器人采用基于OPC统一架构协议进行数据采集,测量设备及计量器具采用基于质量信息框架标准进行数据采集。云端用于统一采集每个设备端的数据,解决了数据无法充分利用和数据共享问题;利用复杂事件处理技术对采集到的数据进行融合处理,得到制造执行系统关心的工件加工状态,工件的生产准备等信息,同时系统也可以协助工人完成生产任务。通过原型系统验证,所设计系统可以有效地完成上述功能,并为上层制造执行系统及时提供可信的数据支持。

摘要：为解决航空航天管路组件的装配质量及效率问题,设计并实现了一套新型自动化可重构工装系统。为实现管路工装系统定位器的自动配置,首先基于D-H法建立了定位器的运动学模型,并以配置系统解析的管接头位姿参数为目标值求解出了定位器的配置参数,为管路工装模型的自动配置提供了数据依据。在此基础上,利用数值法求出了定位器的工作空间,并以工作空间的最大包络直径作为干涉圆直径提出了定位器的运动路径规划方法。然后,基于坐标变换理论和空间尺寸链方法,建立了定位器的定位误差模型,为定位器乃至整个管路工装系统的性能分析提供了理论依据。最后,以某航空发动机一套管路模型的自动配置和性能分析过程为例给出了应用验证。

摘要：盒式连接可重构型架的稳定性对飞机部件的装配质量有着重要影响。为了解决当前稳定性评估方法在实施成本及有效性上的不足,从型架模块化特征出发提出基于模块服役状态的盒式连接可重构型架稳定性评估方法。首先,分析了盒式连接可重构型架服役过程,指出该过程是由作业期与空置期交替组合而成,并给出了服役稳定性及服役稳定度定义;然后,构建了基于型架关键测量特性的服役状态评价模型,实现了盒式连接可重构型架服役状态退化过程的描述及利用实测数据的空置期服役状态评估;同时,针对作业期内难以甚至无法获取测量数据的问题,提出基于多源稳定性影响因素分析并利用稳定性熵来表征服役状态退化程度的策略;最终融合空置期与作业期的评估结果构建了型架稳定性综合评价模型,相比传统的定检方法能够更简捷、有效地完成某一时间段内型架服役稳定性评估。最后,以某型垂尾盒式连接可重构装配型架后梁定位器模块为实验对象,验证了所提出方法的有效性。

摘要：为保证航空航天领域大型筒件最终装配的协调性和互换性,一般在总装前对其安装面进行精加工处理。其中对大型筒件位姿精确感知是保证安装面机器人加工准确性的根本前提,但目前多采用人工划线找正方式对大型筒件进行定位,使得大型筒件定位精度的一致性与其效率无法得到保证。为解决该问题,提出了一种基于双目视觉和先验数据的大型筒件原位位姿感知方法。在该方法中,首先采用深度学习与边缘检测视觉算法可实现对大型筒件关键特征的识别与定位,将关键特征的中心位置定位至一个像素点。基于此,根据双目视觉三维重构方法可实现大型筒件关键特征中心位置的空间坐标求解。同时引入大型筒件的先验数据并结合其关键特征三维重构结果可最终求解出大型筒件的原位位姿(即轴线位姿和轴向偏转角),并基于上述方法开发了大型筒件原位位姿测量系统。最后以某型号大型筒件为验证对象对所提方法的有效性和可行性进行了实验验证。实验结果表明所提方法及所设计系统能够实现大型筒件原位位姿的有效感知,从而满足大型筒件机器人原位加工的需求。