29 卷 3 期 第 第 2008 年 月 5
航 空 学 报 AC TA A ERONAU TICA ET ASTRONAU TICA SIN ICA
装配 、 焊接 、 检验和精加工等过程中 , 控制其形状 几何参数所使用的具有定位功能的专用工艺装 备 ,如装配型架 、 大型焊接工装 、 精加工型架 、 检验 架等 ,具有体积庞大 、 结构复杂 、 尺寸协调困难 、 装 配位置准确度要求高 、 协调安装过程复杂等特点 和难点[ 1 ] 。飞机制造大型工装的设计和制造工作 量大 ,但周期要求越来越短 。 布局设计是概念设计的一个重要环节 , 是对 产品构成要件进行分解 、 重组与再创造 ,获得合理 布局方案的过程 。目前布局理论的研究重点围绕 二维 、 三维的实体布局 、 空间布局和智能布局 , 主
收稿日期 :2007209203 ; 修订日期 :2007212210 基金项目 : 国家科技支撑计划 (2006BA F01A43) 通讯作者 : 潘志毅 E2mail : panzhiyi @nuaa. edu. cn
文章编号 :100026893 ( 2008) 0320757206
centage of tooling sent back.
飞机制造大型工装布局设计方法研究与实现
潘志毅 , 黄翔 , 李迎光
( 南京航空航天大学 机电学院 , 江苏 南京 210016)
Research and Implementation of Method of Layout Design f or Large Tooling in Aircraf t Manufacture
Pan Zhiyi , Huang Xiang , Li Yingguang
Ast ronautics , Nanjing 210016 , China)
( College of Mechanical and Elect rical Engineering , Nanjing U niversity of Aero nautics and
摘 : 飞机制造大型工装是保证飞机产品协调互换和几何参数的重要工艺装备 ,其研制工作量大 ,周期要 要 求越来越短 。目前 ,中国航空制造企业大型工装设计和制造并行的需求十分迫切 ,且亟需计算机辅助概念设 计工具的支持 。为此 ,对飞机制造大型工装的布局问题进行研究 ,引入逻辑构件对飞机制造大型工装进行抽
象建模 ,提出了一种依据布局约束要求分级演进求解的布局设计算法 ,即依次通过定位点级 、 元件级和工装级 骨架轴位域的演进求解获取骨架元件的合理位置 ,并结合人机域的求解进行工装布局设计 。开发了相关布局 设计工具 ,在某型号飞机后机身装配型架设计中应用验证 ,大大减少了设计迭代和返修率 。 关键词 : 布局设计 ; 工艺装备 ; CAD ; 概念设计 ; 骨架 ; 装配型架 中图分类号 : T H122 ; TP391 文献标识码 : A
Abstract : Large tooling in aircraft manufact ure is a mechanical p roduct used to ensure t he co mplex aircraft
st ruct ure’ figure and coordination. The wo rkload of it s design and manufact ure is huge , and t he developing s
cycle desired becomes sho rter and shorter. It is needed urgently to f ulfill co ncurrent design and manufact ure for large tooling , and develop co mp uter2aided concept ual design software to suppo rt large tooling design as well. Key words : layo ut design ; tooling ; CAD ; concept ual design ; f rame ; assembly tooling
飞机制造大型工装是飞机及其部件和段件在
point level , f rame element level and tooling level in t urn. Comp uter2aided co ncept ual design software related is
ward. In t his algorit hm , ratio nal sit uatio n of f rame element is worked out by evolution comp utation of anchor2 developed and applied to latter2airf rame assembly tooling design. It p roves less design iteration and lower per2
sign algorit hm based on classificatio n and evolution co mp utation according to layout rest rictio n is bro ught for2
In t he light of t he research o n layo ut design and t he large tooling model quoting logical co mpo nent , a layout de2
要集中在抽象层 ,其布局对象是一个泛化的概念 , 而产品布局包含了应用层次上的问题 , 必须结合 具体布局对象一起加以考虑 [ 2 ] 。国内外学者针对 机床夹具布局设计方法进行了研究 , 主要采用线 性规划 、 序列二次规划法 、 遗传算法和多目标优化 [ 325 ] 算法等 ,目前未查阅到有关大型工装布局设计 的研究 。 与普通机械产品相比 , 飞机制造大型工装的 布局设计具有如下特点 : ① 是概念设计的主体内 容 ,决定了功能结构和人机工程等要素 ; ② 受到航 空产品的制约 ,除了考虑工装内部约束之外 ,还需 考虑与产品的约束 ; ③ 受到飞机生产准备周期的 制约 ,工装骨架要求提前设计完成并进行焊接时 效 ,而骨架设计与定位夹紧件设计存在耦合关系 , 这对骨架布局设计的准确性提出了高要求 。
Vol1 29 No1 3 May 2008
飞行翻译公司 www.aviation.cn 本文链接地址：飞机制造大型工装布局设计方法研究与实现.pdf
航 空 学 报 AC TA A ERONAU TICA ET ASTRONAU TICA SIN ICA
装配 、 焊接 、 检验和精加工等过程中 , 控制其形状 几何参数所使用的具有定位功能的专用工艺装 备 ,如装配型架 、 大型焊接工装 、 精加工型架 、 检验 架等 ,具有体积庞大 、 结构复杂 、 尺寸协调困难 、 装 配位置准确度要求高 、 协调安装过程复杂等特点 和难点[ 1 ] 。飞机制造大型工装的设计和制造工作 量大 ,但周期要求越来越短 。 布局设计是概念设计的一个重要环节 , 是对 产品构成要件进行分解 、 重组与再创造 ,获得合理 布局方案的过程 。目前布局理论的研究重点围绕 二维 、 三维的实体布局 、 空间布局和智能布局 , 主
收稿日期 :2007209203 ; 修订日期 :2007212210 基金项目 : 国家科技支撑计划 (2006BA F01A43) 通讯作者 : 潘志毅 E2mail : panzhiyi @nuaa. edu. cn
文章编号 :100026893 ( 2008) 0320757206
centage of tooling sent back.
飞机制造大型工装布局设计方法研究与实现
潘志毅 , 黄翔 , 李迎光
( 南京航空航天大学 机电学院 , 江苏 南京 210016)
Research and Implementation of Method of Layout Design f or Large Tooling in Aircraf t Manufacture
Pan Zhiyi , Huang Xiang , Li Yingguang
Ast ronautics , Nanjing 210016 , China)
( College of Mechanical and Elect rical Engineering , Nanjing U niversity of Aero nautics and
摘 : 飞机制造大型工装是保证飞机产品协调互换和几何参数的重要工艺装备 ,其研制工作量大 ,周期要 要 求越来越短 。目前 ,中国航空制造企业大型工装设计和制造并行的需求十分迫切 ,且亟需计算机辅助概念设 计工具的支持 。为此 ,对飞机制造大型工装的布局问题进行研究 ,引入逻辑构件对飞机制造大型工装进行抽
象建模 ,提出了一种依据布局约束要求分级演进求解的布局设计算法 ,即依次通过定位点级 、 元件级和工装级 骨架轴位域的演进求解获取骨架元件的合理位置 ,并结合人机域的求解进行工装布局设计 。开发了相关布局 设计工具 ,在某型号飞机后机身装配型架设计中应用验证 ,大大减少了设计迭代和返修率 。 关键词 : 布局设计 ; 工艺装备 ; CAD ; 概念设计 ; 骨架 ; 装配型架 中图分类号 : T H122 ; TP391 文献标识码 : A
Abstract : Large tooling in aircraft manufact ure is a mechanical p roduct used to ensure t he co mplex aircraft
st ruct ure’ figure and coordination. The wo rkload of it s design and manufact ure is huge , and t he developing s
cycle desired becomes sho rter and shorter. It is needed urgently to f ulfill co ncurrent design and manufact ure for large tooling , and develop co mp uter2aided concept ual design software to suppo rt large tooling design as well. Key words : layo ut design ; tooling ; CAD ; concept ual design ; f rame ; assembly tooling
飞机制造大型工装是飞机及其部件和段件在
point level , f rame element level and tooling level in t urn. Comp uter2aided co ncept ual design software related is
ward. In t his algorit hm , ratio nal sit uatio n of f rame element is worked out by evolution comp utation of anchor2 developed and applied to latter2airf rame assembly tooling design. It p roves less design iteration and lower per2
sign algorit hm based on classificatio n and evolution co mp utation according to layout rest rictio n is bro ught for2
In t he light of t he research o n layo ut design and t he large tooling model quoting logical co mpo nent , a layout de2
要集中在抽象层 ,其布局对象是一个泛化的概念 , 而产品布局包含了应用层次上的问题 , 必须结合 具体布局对象一起加以考虑 [ 2 ] 。国内外学者针对 机床夹具布局设计方法进行了研究 , 主要采用线 性规划 、 序列二次规划法 、 遗传算法和多目标优化 [ 325 ] 算法等 ,目前未查阅到有关大型工装布局设计 的研究 。 与普通机械产品相比 , 飞机制造大型工装的 布局设计具有如下特点 : ① 是概念设计的主体内 容 ,决定了功能结构和人机工程等要素 ; ② 受到航 空产品的制约 ,除了考虑工装内部约束之外 ,还需 考虑与产品的约束 ; ③ 受到飞机生产准备周期的 制约 ,工装骨架要求提前设计完成并进行焊接时 效 ,而骨架设计与定位夹紧件设计存在耦合关系 , 这对骨架布局设计的准确性提出了高要求 。
Vol1 29 No1 3 May 2008
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