数字化测量技术在飞机装配中的应用及分析

发表时间:2021/3/29   来源:《工程管理前沿》2021年第1期   作者:丘金龙 刘婉竹
[导读] 航空制造业不同于其他行业,生产的产品体积偏大,内部构造较为复杂,组装过程中需要的零件数量和种类极多
        丘金龙  刘婉竹
        沈阳飞机工业(集团)有限公司
        摘要:航空制造业不同于其他行业,生产的产品体积偏大,内部构造较为复杂,组装过程中需要的零件数量和种类极多,对于质量也有着极为严格的要求,一旦出现使用故障,将会造成无法挽回的损失和巨大的影响。如何进行技术创新和改进,提升飞机装配水平,是航空制造业技术人员需要不断思考的问题。
        关键词:数字化测量技术;飞机装配;应用前景
        引言
        飞机制造是一项复杂且难度较大的工程,社会各界对飞机制造行业的关注度较高,该行业承担着巨大的压力。飞机制造各个零件的精准度决定着飞机的飞行结果,因而飞机制造以及装配过程完成之后的测量检验较为重要。数字化测量技术出现之前,飞机制造以及装配的检测完全依据模拟量体系进行检测,此种测量方法已经无法满足现代化飞机制造、装配的要求。数字化测量技术的出现,便替代了传统的测量方法,其测量的精准度、测量的效率远远高于传统的测量技术。数字化测量技术应用目前在国内仍处于发展阶段,虽然其测量效果有目共睹,但是仍需要对其加强研究,不断优化测量技术,这对促进数字化技术在飞机制造、装配中的深入应用具有借鉴意义。
        1数字化测量技术的优点分析
        1.1节省资源、资金成本
        新的测量技术,利用新的技术手段,提高了其自动化程度,而且结果的精确度一般都很高。传统的技术,大多是使用人工测量,测量过程中不仅耗费了人力、物力资源,而且由于每一次测量数据较多,给予保存数据工作带来了较多的压力,而采用新技术手段,可以将这些数据归结在数据库里,以便下次测量工作使用。另外,新技术适应了时代的发展,使用周期一般都很长,因此,在飞机测量方面,使用较多,避免了一些资源的浪费,从而节约了成本。
        1.2提高了整体的工作效率
        新测量技术,主要采用的是计算机技术,通过发出指令的方式,对配件进行测量的工作,整个过程中,较少使用人工,大多是通过程序步骤来进行测量的。这些程序,不仅能够提高测量数据的准确性,还能够对测量数据的结果进行一定的分析。这样一来,不仅能够提高工作效率,还能够确保其结果准确度。
        2目前我国飞机装配领域的发展情况
        目前我国飞机装配领域的发展情况较为稳定,进行飞机装配所使用的技术较为传统,在进行产品定位时主要采用大型专用工装定位器,同时在装配的各个阶段,依据需求使用卡板模拟等测量技术,定位器测量技术的结合基本能够满足产品装配的整个过程。但是,就最终的产品成果而言,产品质量在一定程度上受到了测量技术缺乏专业性的影响,增加了产品在使用过程中产生的安全隐患。随着我国发展逐渐强大,各行各业都对自身发展理念有了新的认识并建立了全新的目标,力求提升人民的生活质量,使生活变得更加方便、快捷和安全。飞机装配存在质量问题的主要原因来自于精度控制,而精度不准确的主要原因是测量技术与检测技术的落后,尽快实现技术创新是推进我国飞机装配领域发展的唯一办法。随着电子计算机技术的普及,多个产业都相继实现了数字化精准测量,航空制造业的飞机装配领域也必须适应新时代的发展趋势,充分利用电子计算机技术的优势进行测量技术和检测技术的提升,实现数字化精准测量。传统二维测量方式已经不满足当今社会对飞机装配的高要求,自动化技术的广泛应用也使得产品测量技术必须尽快实现创新和发展,利用三维立体模型进行测量是发展的必然趋势,促进数控加工和自动装配是产业发展目标。
        3在飞机装配中数字化测量技术的应用
        3.1激光跟踪测量系统
        激光跟踪系统是基于飞机制造以及装配的空间坐标,采用激光跟踪器对定位的物质进行跟踪测量。

在飞机制造和装配工程中,该技术主要是用来跟踪飞机装配以及制造过程中对其外形的测量,对飞机制造、装配过程中的零件定位。目前多数飞机生产制造厂家均采用了该技术对飞机零件进行空间定位,定位之后激光跟踪测量仪器对飞机零件数据进行对接工作[2]。该技术的应用可以全过程对飞机制造以及装配过程进行监测,完成飞机大部件对接装配工作。
        3.2三维激光扫描测量系统
        三维激光扫描测量是通过对确定的目标局部性或者整体性扫描,从而获取飞机制造以装配过程中各种零件的参数,同时可以将扫描之后的数据反馈到计算机系统上,飞机制造部门以及装配部门可以根据反馈回来的数据对飞机零件制造以及装配进度进行了解。若三维激光扫描测量仪器反馈回来的结果实施调整,更正错误的制造以及装配方案。该系统的优势在于实现了非接触性坐标测量,在施工人员无法进入施工现场的情况下,可以通过此测量方式得到精准的数据和信息。飞机制造和装配工程是一项较为复杂的工程,制造和装配工程耗时较长,需要众多的人员协同努力才能够掌握飞机制造以及装配工程中的数据情况。这种测量方式已经无法满足飞机制造行业的发展需求,三维激光扫描测量技术在应用的过程中不仅可以提升测量的准确性,同时节省了时间成本。
        3.3促进全机对接的实现
        为了在全机对接中提高对接精度,人们充分利用数字测量技术,引进激光跟踪测量系统。该技术的使用不仅能够实现整个对接过程具有较高的精度控制,还能够充分发挥自身优势,对周围进行大面积测量,在测量的过程中保持较高的机动性能,在保证不接触机身的前提下实现精准测量。同时,考虑到飞机产品种类众多,在测量过程中会遇见许多不同的情况,因此系统提供了多种运作形式,适用于不同测量情况。由于测量技术进步,对工作人员也提出了新要求,需要他们在面对不同的测量情况做出正确判断,顺利完成工作。
        4数字化测量技术的应用前景
        数字化测量技术在飞机制造以及装配领域中的应用,提升了飞机制造以及装备的效率,并且在一定程度上降低了飞机制造企业的开支,提升了飞机制造企业的经济效益。目前国内各个飞机制造单位纷纷引进数字化测量设备以及先进的测量技术,旨在提升飞机制造以及装配过程中的施工效率[4]。但是不可否认的是国内数字化测量技术仍处于摸索前进的阶段,缺乏在丰富的实践经验。在飞机制造以及装备环节中的应用还不够深入。在现有的应用案例当中可以明确的了解到数字化技术对飞机装配中的重要作用,如何将该项技术更加深入的运用于飞机装配工程项目中成为业内人士主要的研究方向。
        飞机装配过程中,首先需要做的是利用工装定位四个加强框,然后以此为基础装配其余辅助性的零件。数字化测量技术的应用可以帮助飞机装配施工人员对辅助性零件的精准度进行测量,提升装配效率。基于此,在实际的飞机制造以及装配的过程中,数字化测量技术是保证装配效率以及效果的最后一道屏障,飞机装配以及制造完成后的产品检验都需要借助该技术得以实现。由此可见,数字化检测技术以及检测系统在国内飞机制造以及装配中深入的应用是飞机生产制造行业发展的必然趋势,该技术在此领域当中具有广阔的发展前景。当前社会中已有越来越多的业内人士致力于该技术的深入研究,该技术将成为推动飞机制造行业发展的核心动力。
        结语
        综上所述,目前我国航空制造业在进行飞机装配时所使用的技术仍然较为落后,但数字化的发展趋势极为明显,通过使用数字化测量技术能够提升自动生产线产品质量、实现标准化精密测量、促进全机对接的实现,能够有效提升飞机装配水平,加速航空制造业的整体发展,为我国居民的飞机出行提供更多安全保障。
        参考文献
        [1]刘春,许兵,张洪瑞,王巍.飞机数字化装配仿真技术综述[J].机械工程师,2016(10):1-4.
        [2]惠巍,沈波,胡保华,惠飞,郭玲玲.飞机装配工艺三维数字化设计[J].西安工业大学学报,2015,35(02):112-118.
        [3]李鑫.数字化测量技术在飞机装配中的应用[J].航空制造技术,2014,13:52-55.
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