摘要：本文首先分析了面向复杂部件装配定位精度的状态感知要素，接着分析了多传感器布局设计技术。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。

关键词：飞机装配;精准定位;状态感知技术

中图分类号：TU文献标识码：A文章编号：（2020）-02-142

引言：

定位技术是实现飞机精准装配的前提和条件，对提高飞机装配质量和生产效率具有重要作用。将仿真技术和优化技术应用于定位布局设计取得了-些成果，但是飞机零件、组件、部件等都是可变形体，定位遵循“N–2–1”准则但影响因素众多，因而得到的定位布局在飞机数字化装配过程中，尤其是部件装配，仍然需要不断调整，否则将制约飞机制造效率。

1面向复杂部件装配定位精度的状态感知要素分析

飞机部件装配单元是保障装配准确性的重要手段，由于装配过程中存在着各类影响部件装配单元定位精度的因素，所以需要通过对装配过程中影响部件装配单元定位准确度的因素的实际状态进行感知，以根据感知信息来提高产品质量。本节首先分析了影响装配定位精度的因素，进而结合传感器感知技术，确定了面向精准装配的部件装配单元感知因素及感知方式。飞机装配工艺中包含很多状态参数，这些参数都有可能影响装配单元的定位精度，并且其中许多参数是随时间、装配对象的变化而变化的。为进-步提高飞机装配单元的定位精度，就需要对这些参数信息进行感知。在进行面向精准装配的部件装配单元感知因素分析时，首先需要考虑的是装配定位过程中对飞机产品装配定位精度有影响的因素，进而结合现代传感技术，针对每-个精度影响因素给出感知方式。在装配飞机产品时，影响部件装配单元精度的因素很多，如工装制造安装偏差、定位方法、结构变形、零件与工装之间的协调偏差等，本文将飞机装配过程中影响装配定位精度的各种偏差源按照对象进行分类，可以分为：几何偏差、变形偏差和其他类偏差。

1.1几何偏差

几何偏差主要包括工装几何偏差和产品几何偏差。工装几何偏差是由工装各组成部分制造偏差、安装偏差以及工装运行过程中带来的磨损共同导致，工装几何偏差是最主要的影响工装定位精度的偏差源。产品的几何偏差也会导致最终的装配定位精度出现偏差。如产品外形尺寸的变化会导致定位点在产品局部坐标系下的位置发生-定量的偏移，导致定位点实际位置与理想位置出现偏差。

1.2变形偏差

变形偏差主要指工装和产品的变形，即产品在装配制造过程中，会受到重力和外力的双重作用从而产生变形。重力包括工装和产品的重力，外力包括夹持力、钻孔力及铆接力等。外力是因为飞机装配产品自身的弱刚性特点，其在夹紧力等的作用下必然会产生变形。

1.3其他偏差

其他偏差主要是指其他条件对装配准确度的影响，包括人为因素带来的偏差和控制系统带来的偏差。人员素质在实际操作过程中有重大的不确定性，控制系统的稳定性和准确性同样对产品质量有影响。将现代感知技术运用于智能装配单元感知模块构建中，为装配单元精准定位提供了保障。针对装配单元不同的装配需求和装配对象，结合现有传感器数据采集方式的特点，进而分析确定出感知因素所对应的感知对象及感知方式。综合上述分析，影响飞机部件装配定位偏差的感知对象有装配现场温度、定位器所受载荷、定位器位移、产品位姿，针对每-个感知对象均有相应的感知方式。

2多传感器布局设计技术

在部件装配单元感知模块构建过程中，通过布置-定数量的相关类型传感器，可以更准确获取在装配单元装配过程中定位精度影响因素的实际值，从而为智能装配单元的实时分析和自主决策提供数据支持。然而，传感器布置数量过多以及布置位置不够合理，会产生大量冗余传感器布置节点，造成数据传输冲突，最终影响基于感知数据的单元状态感知模型的表达准确度，且造成资源浪费。

2.1传感器数量确定模型的建立

对于每-个感知因素传感器信息之间都存在着-定量的转化关系，如在进行飞机产品位姿状态感知的时候，往往能通过较少的关键点状态信息去表达产品位姿状态，这也意味着不需要在飞机产品的每-点都布置传感器。本节利用统计学中参数估计的方法，为确定传感器的个数建立智能装配单元传感器数量确定模型，以实现对飞机智能装配单元传感器数量的合理规划。假设飞机智能装配单元上传感器对感知因素测量的是同步的，测量数据总体为高斯分布N（x，σ2）。为了降低感知测量的误差水平，可采用在同-定位器上布置多个同-类型传感器平均化的方法。

2.2传感器位置的确定

本文研究将用于获取感知因素状态信息的传感器。按照感知因素的变化特点，将传感器布局位置方法分为位置均布型以及按结构特点布置型。

2.2.1位置均布型

位置均布型的传感器布局是对装配单元感知因素获取与位置量无关的传感器布置位置确定法，通常将这类型所对应的传感器在感知对象上进行均布。以温度传感器为例，在飞机智能装配单元中无明显发热源，因此对飞机智能装配单元温度的感知就是对装配环境温度的感知。由于在装配环境中的温度都是相同的，即在对温度传感器的布局方案确定时，只需要对温度传感器的数量用式所述的传感器数量确定模型进行计算，而多个温度传感器在装配空间中的位置分布，只需要均布在装配环境中便可完成对温度的感知。

2.2.2按结构特点布置型

按结构特点布置型的传感器位置确定法主要从产品和工装结构方面进行。对工装而言，需要对工装结构进行简化，并结合结构的物理特性以及传感器感知手段来综合确定传感器的位置。对装配的产品，要考虑产品结构特点，进行关键测点的确定。

结束语：

目前，智能制造技术逐渐在航空领域得到广泛关注和应用。状态感知、实时分析、自主决策、精准执行是航空智能制造的特征。智能制造技术可以充分利用累积数据，将其服务于飞机装配过程中，以提高飞机装配质量和效率。因此，结合智能制造理论，以累积的装配现场感知数据为基础，通过代理模型确定合理的定位布局，为飞机装配提供了新的思路。

参考文献

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[2]隋少春，牟文平，龚清洪，等.数字化车间及航空智能制造实践[J].航空制造技术，2017，60（7）