飞机自动化装配技术探究

飞机自动化装配技术探究

魏流锋    林倩    黎欢    刘阳   李威    余苏妍

江西洪都商用飞机股份有限公司   南昌  330072

摘要：飞机装配是一个复杂而耗时的过程，使用传统的装配方法，使用大量的固定工装和支架会导致装配周期长、工作量大、装配质量低、不稳定。飞机自动装配是缩短生产周期、降低成本、提高生产率的一项重要技术。由于现代飞机的长寿命，装配精度和质量起着至关重要的作用。为此，本文首先分析了当前较为先进的自动化装配技术，然后分析了飞机自动化装配技术的具体运用。

关键词：飞机；自动化；装配技术

我国技术水平的提高为各行各业带来了发展机遇。航空制造业要着力创新生产技术，实现产业突破。在产品制造阶段，为了最大限度地保证零部件的质量，行业技术人员在生产链操作中应参考数字化技术，更加注重产品装配环节。飞机作为重要的交通工具，一旦发生安全事故，将造成巨大的损失[1]。因此，如何通过技术创新提升飞机装配水平是当前航空工业需要重点探索的课题。

1当前较为先进的自动化装配技术

1.1定性装配技术

定性装配技术简称DA装配技术，其技术要点是零件按照生产需求和确定的截面进行装配，在此过程中，不需要定位工装或复杂的测量调试，从而可以减少工装的时间，进而降低生产成本，减少生产需要的准备周期，提高飞机装配效率。定性装配技术通常是利用零件或组件之间的关键特征和位置关系进行装配，这些关系可以通过工程的数字化设计来定义，用于自动装配的数字机器也能够使用时间定义的方法制造和组装零件[2]。一般来说，装配不是按照工装的顺序制造的，而是按照设计工艺制造的，在应用这种装配技术的过程中，减少了复杂专用工装的应用。同时，定性装配技术可以利用坐标孔和零件特性将多种零件组合在一起，从而保证装配零件的一致性和装配质量，进而减少专用工装的成本，降低生产准备的成本，并且由于修理和定位的工作量较低，也使整个自动化装配过程更加简单明了。

1.2数字化检测、抗疲劳技术

由于飞机装配检测涉及到一些尺寸较大、复杂程度较高的零件，为保证其设计、制造和装配工作的有效性，应采用数字检验技术，借助先进的数字检验设备，通过三维检验和质量控制，保证完整的数字关键检验技术过程的完整性和标准化，从而有效地提高飞机数字化检测的质量和效率。同时，在飞机数字化总装技术的应用过程中，为了保证各单元设备的协同性和交互性得到增强，需要利用系统集成与控制技术通过通信网络实现集合，利用信息共享完成闭环控制系统的构建[3]。最后，通过积压、抛光、滚压等方式加强飞机装配的抗疲劳性，必要时采用高索螺栓和冠状铆钉保证飞机机械连接的质量，促进飞机使用寿命的有效延长。

1.3装配定位、连接技术

在数字化装配技术体系中，还包括装配定位技术、制孔技术和连接技术。其中，装配定位技术在实际应用中可分为零件装配基准孔和工装定位两个方面，但在使用飞机数字化装配技术进行飞机装配时，为了保证飞机定位的精度，往往会应用分段、板材、总成等许多装配零件。基于飞机数字化装配技术的柔性工装可以很好地解决传统装配工作中存储面积大、工装特殊限制刚性、结构开放性差、设计制造周期长等问题，从而充分发挥其数字化、柔性化、模块化的应用优势。此外，随着复合材料在飞机数字化装配技术中的应用越来越多，导致在制孔工作中对该材料的需求大幅增加，但传统手工制孔的应用会对产品质量产生负面影响，而在数字化技术的支持下，自动化制孔工艺可以实现设备和连接孔的精确定位，进一步提高飞机结构的可靠性和抗疲劳性能及其装配效率[4]。

2飞机自动化装配技术的具体运用

2.1形成自动平台

在飞机自动装配系统中，完整的飞机装配对接机制的构建是一个非常关键的过程机制和管理环节，特别是对于早期的零件制造过程和零件装配过程。只有保证技术体系的完整性，才能提高相应技术的应用质量。目前，在飞机总装系统的工作范围内，机身、机翼与机身之间的对接工作以及水平尾翼与机身之间的对接工作是比较常见的。特别是在总装系统中，基本的工艺装配机制可以为零部件管理过程的整体优化奠定基础。例如，国内一些研发企业已经开始研究大型部件的对接自动化平台，主要是为了有效测量整体系统与机械传动系统的集成效果，并借助自动定位控制机构和操作系统，有效提高不同机械传动装置的应用效率。将预定方法作为飞机部件合理操作控制的基础。最重要的是，在系统中只需要利用激光测量子系统来分析和控制部件的位置，有效地确定其形状，同时也为机床控制的机械传动装置提供保护，并且可以利用旋转解析器来完成反馈工作，有效地提高伺服电机的运动精度。

2.2激光跟踪设备

在飞机装配系统中，激光跟踪仪无论在技术先进性还是性能上都具有一定的优势，能够起到其他仪器设备无法替代的作用[5]。例如，德国采用激光跟踪仪对大型部件对接进行自动定位调整，可以提高精度和整体水平。目前，在中国的技术管理体系中，一些飞机制造企业已经开始使用激光跟踪仪进行设备测量，并逐步开始进行研发和应用。在我国国内的总装厂，已经开始逐步采用激光跟踪仪取代传统的整机液位测量机构，可以在提高数据精度的基础上优化经济效益和社会效益。最重要的是，激光跟踪仪用于大型部件的智能调整，可以减少加工时间，提高应用效率。

2.3飞机移动技术

目前，在飞机自动化装配工作过程中，需要利用飞机移动技术，有效提高工作的有效性和整体水平，实现低成本、高质量的目标，积极响应系统管理，有效保持技术运行的基本效率。值得一提的是，在飞机移动技术体系的结构中，整个飞机的运动和部件的运动都是比较关键的，特别是AGV小车运输技术和激光跟踪仪测量定位技术的结合，是发挥自动化技术优势的重要手段，有效提高了测量效率和整体水平，实现了技术结构的全面优化。由于大型飞机本身的设计重量在40吨以上，机身重量也在20吨以上，因此其运动问题成为设备管理和转移工作的重点。利用飞机移动技术，可以在兼顾安全稳定的基础上实现大件平台自动化施工系统，数字化零件移动机身的设计结构更适合其实际应用。此外，还应利用AGV小车技术，优化整机和大件的运输管理效率。

3结语

为了对飞机在装配过程中的准确度进行科学把握，可以对自动化装配工装技术进行有效应用，解决传统人工操作的繁琐以及流程复杂等各种问题，保证飞机自动化装配工装效率。在对飞机装配工装定位结构进行自动化改进的过程中，需要尽可能降低人工干预，提高产品装备质量和整体效率。随着自动化制造理念的不断深入，在飞机自动化装配工程技术应用过程中，还要加强流程优化和改进工作，保证飞机自动化装配工装的整体效果。

参考文献

[1] 芦海涛. 探究大型飞机自动化装配技术[J]. 中国科技纵横，2017(3):70.

[2] 李默，范斌，冶尚容. 飞机自动化装配技术的发展[J]. 百科论坛电子杂志，2019(11):224-225.

[3] 张明任. 大型飞机自动化装配技术[J]. 中国科技投资，2017(20):279.

[4] 刘继深. 飞机自动化装配技术及运用探析[J]. 科学与信息化，2018(23):57，59.

[5] 马建明. 飞机自动化装配技术的应用实践探微[J]. 中国战略新兴产业，2018(30):144.