基于數字孿生的發動機艙段對接*

石源鵬，王軍義，徐志剛，李 峰，楊 嘯，范林林，李 瑋

(1.中國科學院沈陽自動化研究所機器人學國家重點實驗室，沈陽 110016；2.中國科學院機器人與智能制造創新研究院，沈陽 110169；3.中國科學院大學，北京 100049；4.西北工業集團有限公司，西安 710043)

0 引言

固體發動機尺寸重量大且為薄壁殼體，對接裝配時多臺階薄壁定位接口發生無規則變形；裝配精度要求苛刻，對接過程在物理空間中不可見、不可測，給過定位的內嵌式接口自動對接裝配提出了極高難度。

針對上述問題，迫切需要發展自動對接技術來使重要裝備體的裝配變得簡單高效，各國分別提出構建物理信息系統，將數字孿生技術核心思想與制造業相結合借助“虛實融合”的手段，實現物理工廠與信息化的虛擬工廠的融合和交互的制造業轉型戰略[1-3]。目前國外在自動對接技術方面研究較為領先，并且已有許多成功應用的案例。波因公司采用計算機控制的自動化千斤頂、激光跟蹤定位系統、激光準直定位系統等組成的柔性對接平臺實現機體裝配的自動化[4]；雷錫恩公司同樣也已將艙段自動對接技術廣泛應用于飛機以及導彈裝配生產中[5]；空客公司在A380的部件裝配對接中，可建模并實施檢測數萬平米空間和數千個對象，通過實時在線檢測，將理論模型與實測物理模型數據相關聯，實現了基于實測物理特性的裝配工藝優化[6]。相比國外，國內在自動對接方面的研究較為落后，陳冠宇等[7]基于TwinCAT平臺并融合了控制系統關聯融合了多自由度調姿、數字化測量、柔性裝配等先進技術研究設計了艙段數字化柔性自動對接平臺的控制系統；……