考虑多维误差的复杂装配过程数字孪生建模方法

来源：计算机集成制造系统杂志2023年第6期北京时间：

作者：周光辉, 邹永成, 张超, 常丰田, 门松辰

单位：1.西安交通大学机械工程学院2.西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室3.长安大学工程机械学院智能制造系统研究所

摘要：针对多维误差耦合作用下大型固体火箭发动机等复杂产品装配过程中装配精度难以预测的问题,引入数字孪生概念,揭示制造误差、装配变形与定位误差耦合的装配偏差传递机理,据此提出一种复杂装配过程多维度高保真数字孪生模型构建及其驱动的装配精度在线分析方法。首先,从制造误差和装配变形耦合的角度,提出面向装配精度在线分析的数字孪生框架。其次,研究复杂装配过程数据感知模型、点云几何模型和装配变形机理模型的构建与融合方法,形成复杂装配过程多维度高保真数字孪生模型。在此基础上以装配特征为节点,基于雅可比矩阵和非理想表面模型,通过接入装配现场数据实现复杂装配过程装配精度在线分析与预测。最后,以大型固体火箭发动机喷管智能装配平台为对象,验证所提技术、方法与模型的正确性和有效性。

关键词：装配精度预测,数字孪生,制造误差,变形误差,定位误差

基金资助：国家重点研发计划资助项目(2021YFB3301400);博士后创新人才支持计划资助项目(BX2021244);陕西省高校科协青年人才托举计划资助项目(20210409);中国博士后科学基金资助项目(2021M692556)。