自动化技术在航空领域的应用

发表时间:2021/5/21   来源:《科学与技术》2021年第29卷4期   作者:魏铜 刘恕 郭凤莲 廉冲
[导读] 随着自动化技术的发展,自动化技术越来越广泛的应用到航空领域中
        魏铜 刘恕 郭凤莲 廉冲
        哈尔滨飞机工业集团有限责任公司黑龙江省哈尔滨市150066
        摘要:随着自动化技术的发展,自动化技术越来越广泛的应用到航空领域中,它能帮助制造厂快速提高制造效率,进一步确保制造品质更加优秀,有效带动其他相关技术的发展,自动化技术在飞机制造中的应用有着显著的效果,在减轻工人劳动强度的同时又提高了生产效率,从而促进制造厂的经济效益得到显著提升。
        关键词:自动化技术;航空领域;应用
        自动化技术在我国航空领域中的运用很好的替代了人工操作的模式,并且还能对其各项设备进行故障上的监督和诊断,及时发现航空设备中存在的问题,这对航空领域可持续发展意义重大。本文重点论述了自动化技术在航空领域的应用。
        一、自动化技术概述
        自动化技术是一门综合性技术,它和控制论、信息论、系统工程、计算机技术、电子学、液压气压技术、自动控制等都有着十分密切的关系,而其中又以控制理论和计算机技术对自动化技术的影响最大。
        二、自动化技术在飞机制造中的应用优势
        自动化技术在飞机制造中的应用优势体现在以下方面:首先,有效提高飞机制造企业的生产质量和效率,极大的转变传统的人工生产模式,从而降低生产成本;其次,设备呈现出智能化、便捷化的特点,在生产复杂结构构件时,保证构件的精度符合使用标准;再次,计算机编程技术基于自动化技术,应用在飞机制造中,能更好的进行资源优化配置,保证不同规格原材料的充分利用,避免资源的浪费;最后,利用自动化技术,将设备设定在标准的程序下,从而使设备完成处于自动化状态进行生产,降低由于人工操作引发的安全事故概率。
        三、自动化技术在航空领域中电子诊断自动化的应用
        在航空领域中,航空事业的发展也为相关的设备维护提出了更好的要求,要求设备的维护一定要保证航空事业的综合发展。在传统的航空行业设备维护工作中,航空设备的维护手段主要是依靠技术人员根据设备的测试结果来对故障的位置进行精准的定位。但由于在航空领域中,航空电子设备所蕴含的技术手段较复杂,若只靠人工技术和之前积累的经验来维护航空设备,其难度较大,因航空领域需维护的范围大,很难对其各个范围的技术手段和经验都了解,一旦遇到突发问题,技术人员很难做到对所有的技术手段都熟悉,这样就容易耽误最佳的维护时间,从而影响到航空设备的正常运转。自动化技术能让航空设备中电子设备的故障监测更加的系统化、智能化,而且还能极大地提高电子设备故障检测的精准率。一般在自动化技术应用中,相关技术人员一定要建造数学模型,在对电子设备进行检测后,还需依靠检测数据与之前所建立的数学模型中的数据信息进行对比分析,再比较二者间存在的差异,进而达到对故障进行确定的目的。若一部分系统的数学模型无办法或在当前条件下建造不出来,技术人员还可利用多种诊断方法来对航空设备进行维护,而且这些诊断方法还能对电子设备的故障按出现程度进行自动划分,从而全面掌握航空电子设备的整体运行状态。此外,技术人员在利用自动化技术对航空设备进行故障监测时,可通过建立相关的信号模型来获取数据信息,再对信号的频率进行对比,通过对比分析来发现航空设备中的故障。
        四、自动化技术在航空领域中精密制孔的应用
        在航空机械制造过程中,装配连接是十分重要的一个部分,连接孔的质量容易造成机械设备的疲劳故障,从而影响机械使用寿命,因此完善连接孔的制作十分重要。传统的连接孔制作主要是通过人工来完成,难以保证连接孔的质量与精准度,而运用自动化技术能使连接孔制作更加具有稳定性能,从而保证制孔的精密质量。


        与传统制孔技术相比,自动化技术下的精密制孔技术拥有很多的实用性优势,因此,发展速度迅猛。当前,航空领域的机密制孔技术主要应用的连接孔制作系统包括自动钻铆、龙门式与轻型不同的连接孔制作系统,以及机器人自动制作连接孔系统。其中,自动钻铆运用时间最早,但其仅仅适用于特定机制的连接孔装配。而龙门式自动连接孔制作系统的主要使用是在大型的结构配件生产中进行使用。以上两种制作连接孔的制作形式都在使用时占据较大的空间,并存在一定的柔性缺失,所以在实际应用中更多的选择轻型自动化的连接孔制作系统。这一类的系统往往占据空间小,并且可使用时成本投入低,以及具有很好的柔性特征。在运用该类自动化的连接孔制作系统进行制孔工作时,首先需在制孔的机械表面设计一处轨道,然后让装载着连接孔制作系统的小车沿着轨道进行滑行,通过计算机网络体系进行位置控制。确立位置后,自动连接孔制作装置就可在机械连接部位进行准确的连接孔制作,例如在进行飞机的机翼蒙皮部位进行连接孔制作就可采用这种自动制作技术。在自动化技术不断发展的今天,还出现了专业的机器人自动连接孔制作的装置,这类机器人的底部安装了吸附性能极强的真空吸盘,保证机器人在机械表面进行爬行移动。这类自动连接孔制作的机器人还可依靠自身自动化定位系统实现连接孔的定位。与其他自动连接孔制作系统相比较,这种制孔装置能更好的适应不同机械样式,具有很强的发展前景。
        五、飞机制造自动化技术未来的发展趋势
        1、网络化的制造模式。飞机制造自动化技术与信息技术相互融合,可构建网络化制造模式,在该模式中会应用多种技术,包括微进给技术、精密控制技术等。在飞机制造自动化技术发展过程中,通过网络化制造模式,有效提高其设计制造水平和质量,从而满足产品的应用需求。
        2、超精密研磨技术。应用超精密研磨技术,一般用于制造精密度较高的零件。如在制造基板硅片零件时,利用超精密研磨技术,能使基板硅片的厚度控制在1~2毫米范围内。由于超精密研磨具备较高的厚度控制能力,该技术已广泛应用在不同领域。
        3、模具成型技术。模具成型技术应用在飞机制造中,能生产出满足使用需求的模型。利用模具成型技术,一方面可提高模具的精度,另一方面提高资源的利用率。在应用模具成型技术时,电解工艺是重要的组成部分,通过电解工艺,可进一步提升模具成型的精度,一般将模具成型的精度控制在微米单位。
        六、飞机工装设计制造技术
        1、工装柔性化。当前,一些发达国家的航空企业在飞机工装设计制造中采用柔性装配技术进行飞机工装的加工和生产,这种柔性装配技术使工装生产准备周期大幅缩短,并有效减少了飞机工装的制造成本,作为柔性装配体系中的重点工作,柔性装配工装主要通过产品数字量尺寸协调系统的运转来实现装配模块的自动化和重组化,同时,这种方式能省去专用装配夹具或型架的应用,大幅减少了飞机工装的制造成本,从而使飞机工装生产准备时间明显缩短。
        2、工装数字化。工装数字化主要包括数字化设计、制造及检测等内容,工装数字化设计基于三维数字化环境,对结构零组件及其预装配设计实现数字化。工装模型的数字化设计应用就是数字化制造,主要特征型面及交点互换协调等加工装配利用数字化进行加工。工装数字化检测采用数字化检测设备对数字化设计制造工装过程进行检验,模线样板、标准样件工作法都是传统工装制造中较多采用的方法,利用模线样板、标准量规作为原始制造与协调的依据,对表面样件制造、过渡工装等,直至完成工装制造。我国航空制造业一贯应用模拟量传递的协调体系,标准样件、模线样板作为工装制造的重要依据,形成工装制造以专业分工构建的组织体系。
        总之,自动化技术在航空领域中的推广与实现为航空工作的进行提供了巨大便利,同时避免了人工操作所出现的各种不必要的问题。因此,将自动化技术融入航空领域是航空事业发展的重要条件。
参考文献:
[1]毛霄.自动化技术在航空领域的应用[J].黑龙江科学,2017(17).
[2]张涵.略论自动化技术在航空领域的应用[J].科技展望,2017(04).
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