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应用WSN技术提高飞机部件数字化装配制造水平
单位:西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室  作者:张国义 发布时间:2011-5-12 10:44:46

  工业测量系统在国外航空工业中已广泛应用在部件制造装配、型架安装和飞机检修等方面。据国际资料,国外航空工业已发展到室内设备测量系统。这种室内吊顶定位式激光测量系统坐标选定方便、测量简便、数据可靠;如安装在紧固件的工具上,可设置坐标点或选择在螺栓接头处设坐标。因此,测量系统是引领航空制造业检测和自动化技术的基础,特别是针对民用飞机全机部件对接、外型测量等。


  数字化柔性装配技术体系[1] 是针对飞机制造的特点,利用数字化技术,对飞机独特的组部件装配和部段对接装配工艺进行研究而形成的现代先进的飞机装配新技术,它纠正了传统飞机装配工艺技术的缺点,可以尽量减少各种专用工装和夹具,增加了装配工装的通用性,降低了工装制造成本,实现了数字化自动装配,缩短了工装准备周期,大幅度提高了飞机的装配效率和质量。
  数据采集技术是激光跟踪测量技术和自动化机械随动定位控制技术的主要支撑技术之一。而无线传感器网络系统提供了一种全新的数据采集模式,它体现了在数字化柔性装配中测控技术新的方向。测量系统主要实现装配制造过程中的数据采集与监测,提高测量精度和装配准确度;实现装配过程中的数据采集与位置监测,并将测得结果反馈给计算机,通过软件系统进行各种运算操作,计算机软件将获得的测量数据进行汇总、整理分析、处理、传递并向制造系统发出控制指令等。
  在传统上为了对制造过程进行检测,需要使用大规模由电缆连接在一起的传感器阵列来进行数据探测,传感器造价昂贵且能耗很高。由于数量的限制,这些传感器必须被布放在特定的位置。由于位置复杂,部署和电缆连接工作非常困难,一般需要专门的走线系统来保证传感器位置的准确,如果使用成本很低且易于部署的无线传感器网络(WSN)来替代这种由大量昂贵设备构成的探测系统,将节约大量的成本[2]。
  针对数字化柔性装配体系的具体应用,对在航空器制造过程数据采集这个特定的场景下,需要对一些关键部件和设备的技术参数进行监测与跟踪,以监控设备的运行情况,合理调度、预报关键部件的失效概率,制定关键部件的维护或更换计划,并避免出现大的系统故障或航空制造设备长期的停转,降低工作强度和人为误差发生概率,提高航空制造设备试验效率,保障航空制造设备安全运行。

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