飛機(jī)裝配先進(jìn)定位技術(shù)

趙子龍

摘 要：隨著科技的快速發(fā)展，信息化技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)都在飛機(jī)裝配中得到了合理應(yīng)用，并且飛機(jī)裝配定位技術(shù)也得到了快速發(fā)展。過(guò)去一段時(shí)間，飛機(jī)裝配定位采用剛性和手工定位，而現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到柔性化和數(shù)字化。目前，飛機(jī)裝配過(guò)程中，在定位上都應(yīng)用現(xiàn)代化技術(shù)，因此加強(qiáng)對(duì)該內(nèi)容的分析具有現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)裝配；定位技術(shù)；先進(jìn)性

航空制造業(yè)現(xiàn)在面臨著激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)飛機(jī)的承載有著很高的要求，并且還需要在短期內(nèi)交換。在雙重的壓力下，航空企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中，必須要合理應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)備和技術(shù)，從而使產(chǎn)品的質(zhì)量能夠有所提高，并且縮短產(chǎn)品的制造工期，按時(shí)交貨。

1 裝配技術(shù)存在的問(wèn)題

裝配技術(shù)存在的主要問(wèn)題體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）雖然在型架制造、安裝過(guò)程中數(shù)字化技術(shù)和數(shù)控加工技術(shù)都得到了廣泛應(yīng)用，但是在實(shí)際操作過(guò)程中，仍然存在大量模擬量傳遞環(huán)節(jié)有待處理。由于在具體施工個(gè)過(guò)程中，每個(gè)環(huán)節(jié)存在誤差的較大，導(dǎo)致最終的精度無(wú)法達(dá)到保證，從而將會(huì)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量造成不良影響。（2）傳統(tǒng)剛性裝配工裝在具體應(yīng)用中只適合在特定的型號(hào)的飛機(jī)中應(yīng)用，無(wú)法在不同的飛機(jī)型號(hào)中進(jìn)行應(yīng)用[1]。飛機(jī)的結(jié)構(gòu)和外形一旦發(fā)生改變，必須重新制定大量的專(zhuān)用樣板、工裝、樣件等，這增加了生產(chǎn)難度，因此將會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)周期和生產(chǎn)成本增加。（3）通過(guò)劃線的方法定位，準(zhǔn)確度相對(duì)較低，難以滿(mǎn)足裝配的精度需求。

2 數(shù)字化裝配定位技術(shù)

2.1 數(shù)字化裝配定位方案

針對(duì)飛機(jī)裝配問(wèn)題來(lái)說(shuō)，對(duì)數(shù)字化裝配技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，從本質(zhì)來(lái)看，就是通過(guò)對(duì)誤差補(bǔ)償技術(shù)、光學(xué)檢測(cè)技術(shù)等各項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用。在對(duì)飛機(jī)進(jìn)行數(shù)字化裝配時(shí)，選用的工具都具有一定的柔性和通用性，并且具有較高的精準(zhǔn)度[2]。通常來(lái)說(shuō)，應(yīng)用的定位技術(shù)為數(shù)字化技術(shù)，通常在信息傳遞過(guò)程中都會(huì)應(yīng)用數(shù)字量完成，然后再利用誤差補(bǔ)償和數(shù)字化定位技術(shù)，提高飛機(jī)零件定位的精準(zhǔn)性。

通過(guò)大量的飛機(jī)裝配可以發(fā)現(xiàn)，利用數(shù)字化裝配技術(shù)進(jìn)行裝配的精準(zhǔn)度，通常由夾具加工制造過(guò)程中存在的誤差決定的。而隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)代夾具的設(shè)計(jì)與安裝都是通過(guò)數(shù)字化技術(shù)完成的，因此偏差較小，這也確保了定位的精準(zhǔn)性。在協(xié)調(diào)零件定位時(shí)，選擇數(shù)字化定位技術(shù)和定位控制模塊以及機(jī)械隨動(dòng)的定位設(shè)備等組成的先進(jìn)定位閉合循環(huán)回路，回路中的結(jié)束信號(hào)說(shuō)明，在生產(chǎn)中使用的各個(gè)零件的定位精準(zhǔn)都能夠滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求，并且確保了生產(chǎn)質(zhì)量能夠達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 系統(tǒng)集成控制

在數(shù)字化裝配系統(tǒng)中，定位系統(tǒng)控制平臺(tái)中的定位信息，可以通過(guò)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)獲取，并且能夠完成相應(yīng)的計(jì)算與分析，將控制信息輸入到PLC中，再將控制信息轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)信息，然后通過(guò)定位驅(qū)動(dòng)設(shè)備完成各個(gè)零件的準(zhǔn)確定位，同時(shí)利用驅(qū)動(dòng)光學(xué)測(cè)量設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)測(cè)量，對(duì)信息數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)分析，然后反饋零件中的補(bǔ)償信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)零件的精準(zhǔn)定位[3]。在以太網(wǎng)中，以TCP/IP作為傳輸協(xié)議的的信息網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)集成了控制平臺(tái)，計(jì)算機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)局域網(wǎng)和以太網(wǎng)信息數(shù)據(jù)庫(kù)以其它關(guān)系的合理交互，完成對(duì)飛機(jī)零件裝配的主準(zhǔn)確定位。設(shè)備網(wǎng)，為開(kāi)放性的通信網(wǎng)絡(luò)，并且不需要在中間輸入/輸入系統(tǒng)，將PLC與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行連接，在具體連接過(guò)程中，只需要利用一根電線便可將智能化裝置和PLC連接在一起，從而完成對(duì)零件裝配的精準(zhǔn)定位。

3 先進(jìn)裝配技術(shù)在零件裝配和對(duì)接中的應(yīng)用

3.1 機(jī)翼翼梁的裝配定位

柔性裝配工藝比較有特色形式的是“行列式高速柱陣”柔性裝配工藝系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括柔性機(jī)翼壁板裝配工裝和決定性柔性翼梁裝配工裝。前者在具體應(yīng)用過(guò)程中，主要適合在空客系列民機(jī)機(jī)翼壁板上，該裝配工藝在新型的飛機(jī)中有著廣泛應(yīng)用。例如，A380采用的就是此裝配工藝，并且在具體應(yīng)用中也取得了不錯(cuò)的效果。后者主要適合在使用在波音飛機(jī)中。例如，波音777、播音737等類(lèi)型的飛機(jī)的梁翼，采用的都是該類(lèi)型的裝配方式，也取得了不錯(cuò)的應(yīng)用效果。

3.2 高協(xié)調(diào)要求的骨架零件定位

針對(duì)高協(xié)調(diào)要求的骨架零件定位，在具體定位過(guò)程中，可以采用POGO柱或并聯(lián)式柔性。將定位環(huán)節(jié)使用的定位器安裝在POGO柱或柔性工裝上，在安裝過(guò)程中，需要注意定位器的角度和位置都可以通過(guò)柔性工裝的連桿長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整，或者通過(guò)POGP柱的具體運(yùn)動(dòng)情況加以確定，同時(shí)為了確保最終定位結(jié)果的準(zhǔn)確性，可以利用數(shù)字化測(cè)量設(shè)備，進(jìn)行校準(zhǔn)[4]。柔性裝配工具有傳統(tǒng)裝配工具相比，在具體應(yīng)用中具有以下幾項(xiàng)優(yōu)勢(shì)：（1）定位的精準(zhǔn)度更高。（2）定位的適用性更為廣泛，可以在不同產(chǎn)品中使用。（3）可以減少專(zhuān)用工裝的使用量，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看，降低了生成成本。

3.3 定位技術(shù)在部件對(duì)接中的應(yīng)用

部件對(duì)接對(duì)先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：（1）數(shù)字化定位技術(shù)。飛機(jī)部件對(duì)接過(guò)程中，可以通過(guò)激光跟蹤儀等先設(shè)備對(duì)飛機(jī)部件上的交點(diǎn)孔、控制點(diǎn)等內(nèi)容進(jìn)行量測(cè)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的專(zhuān)用指示器和定位銷(xiāo)，從而使飛機(jī)上的部件能夠直接完成對(duì)接。數(shù)字化定位在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)為：定位速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精準(zhǔn)度高。（2）柔性定位技術(shù)，過(guò)去飛機(jī)對(duì)接需要使用大型部件，為了確保定位的精準(zhǔn)性，在定位上需要消耗大量的費(fèi)用和時(shí)間，并且一種對(duì)接平臺(tái)只適合特定的飛機(jī)外形。自動(dòng)化控制平臺(tái)，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)自動(dòng)化千斤頂進(jìn)行控制，其在具體應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)為：提高了機(jī)體裝配質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)了高效自動(dòng)化對(duì)接、可以滿(mǎn)足不同飛機(jī)型在對(duì)接上的需求，并且縮短了準(zhǔn)備周期，降低專(zhuān)用工裝費(fèi)用。

4 國(guó)內(nèi)飛機(jī)裝配技術(shù)發(fā)展意見(jiàn)

飛機(jī)是一項(xiàng)對(duì)質(zhì)量要求很高的設(shè)備，裝配是其生產(chǎn)中一個(gè)關(guān)鍵過(guò)程，在生產(chǎn)中為了確保飛機(jī)質(zhì)量能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)延長(zhǎng)飛機(jī)抵抗疲勞壽命，提高飛機(jī)的使用效率和經(jīng)濟(jì)效益，國(guó)外民用、軍用飛機(jī)普遍應(yīng)用自動(dòng)化裝配技術(shù)。依據(jù)我國(guó)飛機(jī)裝配技術(shù)的發(fā)展情況來(lái)看，參考國(guó)外的民用、軍用飛機(jī)自動(dòng)化裝配技術(shù)的具體應(yīng)用情況，提出了國(guó)內(nèi)飛機(jī)裝配技術(shù)的發(fā)展意見(jiàn)。

（1）加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)托架系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與配置，對(duì)自動(dòng)鉆鉚技術(shù)的分析與研究，從而使自動(dòng)鉚技術(shù)能夠得到進(jìn)一步提升，使其在飛機(jī)生產(chǎn)中能夠發(fā)揮出應(yīng)有的作用。

（2）合理發(fā)展柔性裝配技術(shù)，其中主要包括的內(nèi)容有：柔性裝配工裝技術(shù)、自動(dòng)化加工單元技術(shù)、自動(dòng)化裝配系統(tǒng)集成技術(shù)、數(shù)字化裝配工藝規(guī)劃技術(shù)等。

（3）在具體發(fā)展過(guò)程中，要在結(jié)合國(guó)外技術(shù)的基礎(chǔ)之上，努力研發(fā)國(guó)內(nèi)技術(shù)，以國(guó)內(nèi)技術(shù)作為支持，實(shí)現(xiàn)柔性裝配工裝，同時(shí)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)單元和加工單元國(guó)產(chǎn)化，從而滿(mǎn)足我國(guó)航空工程對(duì)飛機(jī)柔性裝配系統(tǒng)提出的各項(xiàng)需求能夠得以實(shí)現(xiàn)，促進(jìn)飛機(jī)裝配技術(shù)的發(fā)展。

5 結(jié)束語(yǔ)

近幾年，我國(guó)飛機(jī)裝配技術(shù)得到了快速發(fā)展，但是通過(guò)發(fā)達(dá)國(guó)家相仍然存在較大差距。因此，需要加強(qiáng)對(duì)數(shù)字化裝配技術(shù)的研究，提高數(shù)字化裝配定位技術(shù)在飛機(jī)零件裝配中的應(yīng)用水平，提升飛機(jī)裝配質(zhì)量。

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