航空制造与一般机械制造相比,具有加工精度和协调要求高、可靠性要求高、柔性和适应性要求高等特点,以适应飞机零部件结构复杂、尺寸大、多品种、小批量的制造要求,特别是飞机结构装配工作量巨大、装配要求严苛,其装配工艺装备具有鲜明的航空特色。长期以来,由于国内缺乏专业化的航空制造装备生产企业,航空制造装备的自动化程度较低,严重制约了航空制造技术水平的提升。随着数字化和智能化技术的不断发展,航空智能制造技术正成为国内外研究的热点,本书正是在这一背景下,立足于航空智能制造装备的研制需求编写而成,以期提升我国航空制造装备的水平。
本书第1章讨论航空制造装备的现状和发展趋势,提出航空智能制造装备研制的关键技术。
第2章介绍航空制造过程涉及的主要工艺装备,包括:整体结构件加工装备、钣金零件成形装备、复合材料构件成形装备、自动化装配工装与装备。
第3章主要讨论制造装备智能化的基础技术——产品数字化建模技术。针对航空零部件尺寸大、精度要求高的特点,
第4章主要介绍大尺寸数字化测量技术。
随着智能化技术的发展,机器视觉在制造装备研制中得到了越来越广泛的应用,第5章主要介绍基于机器视觉的检测技术与工程应用。
身份识别与智能感知是制造装备智能化的关键,第6章主要介绍智能制造装备研制中涉及的身份识别技术、传感器技术和智能感知技术。
三维可视化与虚拟仿真是提高制造装备质量和效率的有效手段,特别是对于结构复杂、协调要求很高的航空制造装备尤其重要,第7章主要讨论三维可视化技术、虚拟仿真技术、数字孪生技术等。
第8章通过对飞机智能化自动制孔系统研制过程的解剖,介绍航空智能制造装备研制的过程和智能化实现方法。
本书是在作者所在科研团队总结近年来从事飞机自动化装配装备研制的经验和教训基础上,结合当前智能化技术的发展趋势编写的。前期的研究工作包括:中国商用飞机有限责任公司创新基金“飞机自主移动制孔系统”、大型客机重大专项“基于MBD的数字化飞机装配工艺”“飞机自动制孔和铆接工艺技术”等。本书作者参与了国产大型客机C机体生产线的工艺研究工作,参与的“大型客机机体数字化装配关键技术及集成应用”获年度上海市科技进步一等奖。本书获得了江苏省高等教育教学立项改革研究重点课题“现代装配技术实验教学体系及其平台建设”(JSJG)、一般课题“基于虚拟仿真实验平台的互联网+新工科专业教育新模式探索”(JSJG)和江苏高校品牌专业建设工程项目的资助。
作者简介陈文亮——南京航空航天大学民用飞机先进装配技术中心主任,航空宇航制造工程专业教授、博导。多年来主要从事数控加工技术、飞机装配技术、板料成形CAE技术和CAD/CAM软件开发技术等方面的科研工作,主持和承担了十多项科研项目,其中包括江苏科委的国际合作项目1项,型号工程项目3项,大客关键技术攻关项目2项,并取得多项研究成果。“网络化高效数控加工技术及其应用”获年度国防科工委科技进步三等奖。
内容简介飞机结构具有材料多样化、结构复杂、尺寸大、批量小等特点,特别是新型高比强度材料和整体化结构件的大量采用,导致飞机零件制造过程复杂、难度系数大,装配工作要求严苛,因此飞机零部件的制造与装配所需的工艺装备具有鲜明的航空特色。本书从航空制造工艺装备的研制出发,重点介绍产品数字化建模技术、大尺寸数字化测量技术、基于机器视觉的检测技术、身份识别与智能感知技术和三维可视化与虚拟仿真技术,结合飞机智能化自动制孔系统的研制和工程应用,探讨航空制造工艺装备的智能化实现方法,航空特色鲜明。
本书可作为高等航空工科院校飞行器设计、制造和管理等专业本、专科教材,也可供从事飞机设计与制造的工程技术人员参考。
目录速览第1章概述1
1.1航空工业的现状和发展趋势11.2航空制造装备的现状和发展趋势31.3航空智能制造装备研制的关键技术6第2章航空制造工艺装备82.1整体结构件加工装备82.1.1航空铝合金数控加工机床92.1.2航空钛合金数控加工机床.2钣金零件成形装备.2.1拉伸成形装备.2.2镜像蒙皮铣削装备.2.3拉弯成形装备.2.4橡皮成形装备.2.5喷丸成形装备.2.6蠕变时效成形装备.2.7充液成形装备.2.8热冲压成形装备.2.9超塑成形/扩散连接装备.3复合材料构件成形装备.3.1纤维缠绕成形装备.3.2自动铺带成形装备.3.3自动铺丝成形装备.4自动化装配工装与装备.4.1柔性装配工装.4.2先进制孔装备.4.3自动钻铆装备41第3章产品数字化建模技术.1产品数字化技术定义.2产品的三维建模技术.2.1三维物体的几何模型.2.2复杂曲线的数学表达.2.3复杂曲面的NURBS表达.3特征参数化建模技术.3.1特征建模技术.3.2参数化设计技术.3.3特征参数化建模.4有限元分析技术.4.1有限元法的理论基础.4.2有限元分析软件67第4章大尺寸数字化测量技术.1三坐标测量系统.1.1三坐标测量原理.1.2三坐标测量系统组成.2经纬仪测量系统.2.1经纬仪测量系统原理.2.2经纬仪测量系统组成.3激光跟踪测量系统.3.1激光跟踪测量原理.3.2激光跟踪测量系统组成.4激光扫描测量系统.4.1激光扫描测量原理.4.2扫描测量系统的组成.5室内GPS.5.1IGPS的测量原理.5.2IGPS的组成.6飞机装配测量系统构建.6.1翼身对接测量场的构建.6.2翼身对接测量软件95第5章基于机器视觉的检测技术与工程应用.1机器视觉的特点和应用.1.1机器视觉的特点.1.2机器视觉的应用.2机器视觉系统组成.2.1机器视觉硬件构成.2.2机器视觉系统软件.3机器视觉算法基础.3.1空域滤波.3.2边缘检测.3.3阈值分割.3.4形态学处理.4数字摄像测量V-STARS.5基于机器视觉的铆钉自动检测系统.5.1铆钉自动检测设备的组成.5.2铆钉自动检测系统应用第6章身份识别技术、传感器技术和智能感知技术.1身份识别技术.1.1条形码技术.1.2