1.误差建模

   飞机装配过程中，装配小到一个零件的装配，大到部件、机身等零件的装配，在装配过程中，零件与零件、部件与部件之间会有一定空间定位，同时还会有相应的调整，在这个过程中会产生一定的误差，在装配过程中，如果零件的定位存在一定的误差，那在装配过程中就会产生装配应力和零件变形，所以在部件的装配过程中，就会存在误差。

为了消除在飞机翼身装配过程中产生的误差，飞机翼身对接的过程可以建立误差建模，误差建模存在以下不同的两种理念：

（1）刚体位姿误差分析，这种分析方法是通过运动刚体为基本，通过参照它作为基准，在通过机构学和机器人学对空间位置误差进行分析，在分析过程中通过采用摄动法、矩阵微分法和矢量法对数据进行分析，空间位姿如图1.1。

图1.1 刚体空间位姿

在刚体空间位姿的分析中，在运动体和动坐标系中，建立相应的坐标系，在图1.1中表示的逻辑是坐标系{B}相对应参考坐标系{A}的位姿的齐次变换矩阵TAB是4x4阶方阵。

（2）翼身接头位置理论，飞机翼身的大部件对接方法是通过数字化协调装配进行的，在对接的过程中会存在一定的变化，在对接过程中互换协调是整个装配中的难点，在飞机装配过程中气动性要求非常高，整个过程气动性越高，越精确，装配的精度越高，飞机大部件的数字化协调的依据有以下几点组成：

1）虚拟的装配基准，在飞机装配中装配的基准一般是飞机的机身，通过柔性工装作为装配方法；

2）飞机大部件的装配，工装、测量方法、加工设备

3）在数字化装配环境下，飞机大部件、柔性装配工装、测量与加工设备等相对装配参考坐标系的理论位姿与容差。

   图1.2为机身数值化协调方法原理图：

图1.2，机身机翼对接交点加工的数字化协调方法

在飞机零件和部件，翼身装配零件中，通过数控加工中心和翼身对接作为零件的尺寸依据，建立三坐标测量程序和相应的数控加工程序，在将精加工的意思对接配合孔，面作为装配中的定位基准，可以实现减少装配中的误差。

2 误差仿真分析

针对于飞机翼身装配中产生的误差，会影响飞机的整体性能，所以需要建立装配分析方法，蒙特卡洛方式对飞机翼身装配误差分析最有效和最直接的方法，它是通过对位姿误差进行抽样，在大量的误差数据中，可以模拟出位姿误差的分布特征，例如2.1。

图2.1 模拟机身大部件调姿的位置误差

在蒙特卡洛的模拟分析方法中，对于飞机误差原始数控的抽样是一个必不可少的步骤，同时抽样数据的准确性非常重要，为了能保证分析样本的误差，需要在每个不同误差范围内进行取值和抽样，在这个过程中可以建立不同的工艺环节误差模型，同时还可以根据装配的要求和试验方法的不同获得性能指标。

仿真系统分析的实验步骤如下：

（1）对装配机身误差建立坐标系，测量和控制系统的参考坐标系；

（2）通过主要控制系统中的程序对激光测量仪器进行控制，在飞机机身上每个环节和对接位置进行测量，并反馈测量结果，针对得到的数据，进行分析，会得到当前机身对接位姿与目标之间的差异；

（3）控制系统会根据测量的结果，对当前位姿进行调整，生成三坐标定位运动轨迹，在通过伺服电机进行驱动运动；

（4）调整完成之后，主控制系统会再次进行测量，通过重新调整的数据进行评判，调整，最终会得到目标数值，会将飞机翼身的误差调整到系统可以接受的误差和容差范围内。

结论

飞机的装配过程非常复杂，本文章主要是研究分析装配过程中的误差，通过建立装配参考坐标系，将飞机翼身对接过程中的数据特征进行姿态的位置误差分析，采用摄动法进行误差模型分析，在通过飞机部件装配调姿的原理，在飞机装配过程中实现对部件装配6项原始误差进行取值和最终的分析，通过误差数值的分布图最终分析影响飞机装配质量的原因，制定解决措施，实现飞机对接的高质量。

参考文献

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