探讨飞机自动化装配技术

发表时间:2021/3/29   来源:《工程管理前沿》2021年1期   作者:崔图
[导读] 伴随着科学技术的不断发展和进步,飞机制造项目受到了社会各界的广泛关注,
        崔图
        中国航发哈尔滨东安发动机有限公司 黑龙江省哈尔滨市150066

        摘要:伴随着科学技术的不断发展和进步,飞机制造项目受到了社会各界的广泛关注,对于军用飞机和民用飞机安全性以及舒适性要求逐渐增高。飞机装配技术逐渐趋于自动化,能在提升装配质量的同时,减少装配周期。本文简要分析了飞机自动化装配技术,并对技术应用体系予以讨论,仅供参考。
关键词:飞机自动化;装配技术;应用
一、飞机自动化装配技术的优势
目前,我国航空企业在产业发展进程中,要将自动化技术以及部件数字化检测技术作为自动化机械技术体系的核心,建立了更加顺应自动化装配运行环境的技术体系,推动了民用航空领域发展。其中,上飞企业借助和国外先进制造企业的合作化研发体系,逐渐开始研发并且推广C919飞机部件数字化装配生产线,能有效实现整体技术结构的转型,为自动化技术管理工作结构的全面落实奠定了基础。通过在民机及军机上大量采用自动化装配技术,实现了大幅提高装配质量,缩短装配周期之目的,真正使飞机的自动化装配技术成为当今飞机装配领域发展的主流趋势。另外,在我国目前型号飞机牵引机制下,飞机整体装配体系已经逐渐呈现出自动化和数字化趋势,尤其是对大部件对接项目、全机检测项目等技术的应用,能在完善技术结构的基础上,合理性研发更加适宜实际操作的元件,包括柔性定位器、激光跟踪设备以及车间内部地面运输机械等,能合理性完成基础工作,并且提升工作的基本效率。尽管我国飞机自动化装配技术和国外外技术流程依旧存在差距,但是,整体技术已经从组建装配拓扑的单一化处理转变为自动化总装技术,运行结构更加优化,需要相关技术部门对具体流程和操作效果给予更多的关注,有效完善飞机自动化转配线路。
二、当前较为先进的自动化装配技术分析
        (一)决定性装配技术
        决定性装配技术的简称为DA装配技术,其技术要点在于先将零件按照生产需求以及定义的截面进行装配,在这个过程之中,不需要定位工具或者复杂的测量及调试,能够使工装的时间减少,进而降低生产的成本,降低生产需要的准备周期,提升飞机装配的效率。决定性装配技术往往是利用零件或者组件之间的关键性特征以及位置关系进行装配,而这些关系可以通过工程数字化设计时进行定义。自动化装配的数字化机床也能够采用定义时间的方法对零部件进行制造和装配。一般来说,装配件不是按照工装的顺序来制造的,而是按照设计流程进行的,在这种装配技术应用的过程之中,减少了复杂专用工装的应用。同时,决定性装配技术能够利用坐标孔以及零件特性将多种零件进行组合,从而确保装配部件的一致性以及装配的质量,进而降低专用工装的费用,减少了生产准备期间的费用支出,同时由于修配和定位的工作量较低,也是整个自动化装配的过程更加简单和明了。目前,决定性装配技术已经应用到B777、B787、A340-600等多种飞机的生产之中,而在A380飞机的生产之中,其机翼的壁板也是采用决定性装配技术进行机翼壁板的定位的。
        (二)骨架为基准的自动化装配技术
        骨架为基准的自动化装配技术往往应用在金属结构的机翼机身壁板以及骨架结构的装配之中,这种技术的优势在于,能够确保整个装配过程的精准程度,同时壁板和蒙皮能够采用束紧带进行压紧,在这个过程之中,不再需要卡板进行压紧,使整个装配工装得到了简化,也提成了装配过程的自动化能力。这种装配技术需要骨架有着较高的精准性和刚性,同时也要能够对蒙皮和壁板的厚度误差加以掌控,否则整个装配过程难以对于部件的外形进行保障。


        (三)柔性装配工装的壁板装配技术
        当前阶段,国外在飞机的自动化装配技术之中已经开始结合柔性装配工装自动化技术进行装配,而通过这种装配技术的应用,能够全面代替价格较高的刚性装配工装以及其他元件,能够确保壁板外形的精准程度,满足当代军用飞机的外形要求和表面平滑度需求。壁板外形的精准定位也能够降低装配过程之中需要的打磨时间与充填时间,使自动制孔时的测量和协调工作得到减少,进而使制孔时引起的振动降低,提升制孔的总体质量。在应用过程之中,可以对于压力进行调控,从而使液态的垫片材料被挤出,液态垫片往往使用在补偿符合材料壁板与骨部骨架之间因为复合材料制作工艺相对粗糙造成的装配间隙,从而使其能够满足自动制孔的需求。液态垫片在硫化或者固化的期间之中,能够使壁板表面的定位得到保持。整个技术在应用过程之中,有着较高的柔性和充足性,能够使整体的装配造价成本得到合理的控制。
        (四)飞机移动技术
        目前,在飞机自动化装配工作开展的过程中,要利用飞机总装移动生产技术有效提升工作的实效性和整体水平,并且实现低成本和高质量的目标,积极响应系统管理,能有效维护技术运行的基本效率。值得一提的是,在飞机移动技术系统结构中,飞机整机移动以及部件移动技术都较为关键,尤其是AGV小车运输技术和激光跟踪仪器测量定位技术的联合,是发挥自动化技术优势的重要手段,也能有效完善测量效率和整体水平,实现技术结构的全面优化。因为大型飞机的设计重量本身就在40吨以上,且机身的重量也要在20吨以上,因此,其移动问题就成为设备管理和转配工作中的重点。利用飞机移动技术,能在兼顾安全性以及稳定性的基础上,落实大部件平台自动化建设体系,建构更加贴合其实际应用需求的数字化部件移动机身设计结构。另外,要借助AGV小车技术优化全机和大部件运输管理效率。        
三、国内飞机自动化装配技术的发展趋势
        当前情况下,我国飞机的装配过程往往采用手工定位或者半自动定位加以实现,其中以收工作也为主,而自动化技术之中,只有自动钻铆技术在飞机生产的支线和转包之中有着少量的应用。也就是说,我国国内飞机自动化装配技术仍然处于研究的起步阶段,很多与主机厂相关的研究配套技术目前已经投入研究和生产,并取得了一定的应用效果。从整体上来看,我国飞机自动化装配系统仍然处于应用上的空白阶段。
        对于我国国内飞机研制和生产来说,目前我国国内的自动化装配技术仍然以人工装配为主,与西方发达国家的先进技术相比仍然存在着一定的差距,因此,我国在飞机的研制上,将以大力研发自动化装配技术为发展趋势,通过模块化结构的自动装配系统研发,来提升我国的自动化装配水平。同时,我国将大力研发复合材料,利用符合材料结构质量较高,装配效率较高等多种优势,同时解决复合材料本身加工过程之中产生的污染问题,从而提升我国国内的飞机自动化装配水平。另一方面,我国在飞机研制过程之中,针对于飞机的结构特性,确定了应该配置的自动化装配系统,同时大力发展先进的装配检测技术,研发和引入先进的配件数字化检测技术以及自动化无损探伤技术,进而使我国飞机研制过程能够完全实现自动化装配过程,促进我国飞机制造行业的深入发展。
        结语
        本文以飞机自动化装配技术概要作为切入点,分析了当前世界范围内较为先进的自动化装配技术的应用情况和技术要点,同时对于我国国内飞机自动化装配技术的发展趋势进行了展望。虽然我国目前飞机自动化装配技术仍然处于起步阶段,然而在技术的不断发展,科技的不断进步之下,相信我国飞机制造行业将会迎头赶上,从而取得飞机制造行业的中坚地位,促进我国国际竞争力的不断提升。窗体底端
参考文献:
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??[2]姚展,李成,吴慧.装配仿真技术及其在飞机装配中的应用[J].现代制造技术与装备,2015,(6):130,132.
??[3]李桂香.飞机部件柔性装配技术应用及工艺设计[J].科学与信息化,2018,(28):79,83.
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