飛機(jī)數(shù)字化裝配技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

楊璽 段崇

摘? 要：在飛機(jī)制造的過程中，裝配技術(shù)是其中的主要環(huán)節(jié)，飛機(jī)裝配過程就是將大量的飛機(jī)零件按圖紙、技術(shù)條件等進(jìn)行組合、連接的過程。飛機(jī)裝配技術(shù)發(fā)展至今，已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化柔性裝配。而隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和覆蓋，數(shù)字化裝配在根本上改變了飛機(jī)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制造方式，使飛機(jī)的設(shè)計(jì)制造水平得到新的提高?；诖耍恼聦︼w機(jī)數(shù)字化裝配技術(shù)的具體應(yīng)用進(jìn)行了研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)裝配;數(shù)字化技術(shù);應(yīng)用措施

1我國飛機(jī)裝配技術(shù)的特點(diǎn)及現(xiàn)狀

飛機(jī)的裝配技術(shù)具有較強(qiáng)的專業(yè)性和系統(tǒng)性，其涉及到許多環(huán)節(jié)，其中，工藝設(shè)計(jì)、零部件生產(chǎn)以及部件的裝配都是其中的關(guān)鍵。

飛機(jī)殼體一直以來使用的都是鈑金件，采用的結(jié)構(gòu)一般是“軟殼”或“半硬殼”式。因鈑金件具有剛性小的特點(diǎn)，所以，飛機(jī)結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸要得到保證，必須在裝配過程中需采用大量負(fù)責(zé)的型架等工藝裝備。因此，零部件的裝配作業(yè)和部件對接裝配一直是飛機(jī)生產(chǎn)中最重要的環(huán)節(jié)，也是最費(fèi)時(shí)費(fèi)力的環(huán)節(jié)。有數(shù)據(jù)顯示，飛機(jī)裝配成本能占到產(chǎn)品總成本的40%，裝配工作量約占全機(jī)工作量的一半。

我國飛機(jī)的裝配存在非常突出的問題。雖然目前我國數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)局部應(yīng)用，激光跟蹤儀器也得到一定的應(yīng)用，但結(jié)合總體情況分析，我國在飛機(jī)裝配技術(shù)上還是沿用的原蘇聯(lián)在上世紀(jì)50、60年代的飛機(jī)裝配技術(shù)，導(dǎo)致在制造過程中產(chǎn)生了不少問題，而這些問題往往留到了最后的裝配過程中，使飛機(jī)的裝配周期和質(zhì)量得不到有效的保證。

數(shù)字化自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)，特點(diǎn)是可針對具體的裝配對象的特點(diǎn)，其裝配工裝和鉆鉚設(shè)備不管是在結(jié)構(gòu)上還是功能上看，都是一體化的，且自動(dòng)化的程度也不斷上升，形成大規(guī)模的飛機(jī)部件數(shù)字化自動(dòng)鉆鉚裝配線。從現(xiàn)代大型民用運(yùn)輸機(jī)到軍用戰(zhàn)斗機(jī)，不論是大型組件還是大部件裝配在實(shí)現(xiàn)和機(jī)身的對接裝配過程中，都是使用的數(shù)字化自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)。

2飛機(jī)數(shù)字化裝配主要應(yīng)用技術(shù)

2.1多系統(tǒng)集成控制技術(shù)

當(dāng)前在操作飛機(jī)數(shù)字化裝配的過程中通過控制系統(tǒng)能夠發(fā)揮出其最大的作用，但是在實(shí)際的操作和應(yīng)用中，有很多環(huán)節(jié)和關(guān)鍵點(diǎn)并沒有實(shí)現(xiàn)聯(lián)合作用，例如在飛機(jī)中所采用的工藝數(shù)據(jù)、計(jì)劃數(shù)據(jù)和測量、地理數(shù)據(jù)等都沒有綜合應(yīng)用，導(dǎo)致相互之間的關(guān)系彼此獨(dú)立，這對于全面分析和改進(jìn)數(shù)字化技術(shù)不利，因此在對裝配過程進(jìn)行控制和管理中，要通過有效的集成化技術(shù)和綜合技術(shù)實(shí)現(xiàn)對各項(xiàng)數(shù)據(jù)的整合和分析，保證飛機(jī)數(shù)字化裝配技術(shù)能夠擁有獨(dú)特的特點(diǎn)，根據(jù)飛機(jī)各接口標(biāo)準(zhǔn)，保證設(shè)備的誤差得到進(jìn)一步控制。

2.2自動(dòng)化精確制孔技術(shù)

飛機(jī)在裝配過程中，還需要應(yīng)用自動(dòng)化精確制孔技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械之間的連接，加固飛機(jī)的整體設(shè)備。我國現(xiàn)階段在飛機(jī)制孔工作中通常情況下采用的是人工制孔方法，這種制孔方式的精確程度還有待提高。另外，人工制孔方式在實(shí)際操作時(shí)，需要的裝配時(shí)間也較長，大大降低了飛機(jī)制造和裝配的工作效率，影響其他裝配工作的進(jìn)行。因此，通過應(yīng)用自動(dòng)化精確制孔技術(shù)，可以在很大程度上提高飛機(jī)制孔的精度，保證制孔效率。同時(shí)，應(yīng)用自動(dòng)化精確制孔技術(shù)還可以節(jié)約成本，保證企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3高效長壽命連接技術(shù)

高效長壽命連接技術(shù)對于完善飛機(jī)結(jié)構(gòu)、提升飛機(jī)的抗疲勞能力等方面都有著至關(guān)重要的現(xiàn)實(shí)意義。具體表現(xiàn)為：第一，通過應(yīng)用高效長壽命連接技術(shù)可以有效提高飛機(jī)的耐久性和可靠性，進(jìn)而增加飛機(jī)的使用時(shí)間，保證飛機(jī)的使用壽命;第二，我國傳統(tǒng)的連接技術(shù)采用的是鉚接以及液壓的方式，這種方式雖然連接效果比較好，但是在實(shí)際的應(yīng)用過程中很容易對裝配設(shè)備造成損害，而高效長壽命連接技術(shù)采取的是密封連接的方式，在通常情況下選擇的材料是鈦合金材料，可以有效避免對裝配設(shè)備造成損害。同時(shí)，通過應(yīng)用高效長壽命連接技術(shù)，還可以結(jié)合飛機(jī)的實(shí)際特點(diǎn)，有針對性地研究相關(guān)的長壽命連接單元，最終達(dá)到增加飛機(jī)使用壽命的效果。

2.4大尺寸精密測量技術(shù)

在飛機(jī)裝配工作中應(yīng)用大尺寸精密測量技術(shù)，可以提高飛機(jī)測量工作的精確度，進(jìn)而對飛機(jī)的其他裝配工作起到一定的保障作用。因此，大尺寸精密測量技術(shù)是我國飛機(jī)數(shù)字化裝配工作中的必要條件和技術(shù)基礎(chǔ)。同時(shí)，在實(shí)際的飛機(jī)裝配工作中，無論是從技術(shù)上還是從測量工作本身來講，都有著很高的工作要求。因此，飛機(jī)在裝配過程中，必須采取大尺寸精密測量技術(shù)來保證測量工作的準(zhǔn)確度，然后再結(jié)合相關(guān)的GPS以及激光跟蹤測量方法保證測量效果。由此可見，大尺寸精密測量技術(shù)在我國飛機(jī)裝配工作中還具有很大的應(yīng)用和發(fā)展前景。

3飛機(jī)數(shù)字化裝配技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

3.1在技術(shù)應(yīng)用平臺(tái)的應(yīng)用

飛機(jī)裝配技術(shù)系統(tǒng)在應(yīng)用中需要通過技術(shù)平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)操作工作和計(jì)劃，平臺(tái)中主要是分為了數(shù)據(jù)平臺(tái)層、專業(yè)技術(shù)層、裝配過程層、應(yīng)用系統(tǒng)層和通用技術(shù)層。下面分別進(jìn)行相應(yīng)的介紹：第一，數(shù)據(jù)平臺(tái)層在飛機(jī)裝配過程中主要是通過各項(xiàng)技術(shù)和系統(tǒng)活動(dòng)之間的良好關(guān)系，將產(chǎn)品的全壽命周期管理以及資源規(guī)劃作為整個(gè)平臺(tái)的基礎(chǔ)，通過知識(shí)庫以及各種應(yīng)用數(shù)據(jù)庫來組成數(shù)據(jù)，這是在數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)中起到基礎(chǔ)作為的環(huán)節(jié)。第二，專業(yè)技術(shù)層是對飛機(jī)裝配中的各種專業(yè)技術(shù)進(jìn)行直觀的拆分，通過裝配設(shè)計(jì)、工藝以及制造整個(gè)活動(dòng)中。第三，應(yīng)用系統(tǒng)層在裝配的集成環(huán)境中，通過技術(shù)和工藝等多種技術(shù)組成的軟硬件系統(tǒng)組成，并在整個(gè)裝配生產(chǎn)過程中發(fā)揮作用。第四，通過技術(shù)層則是設(shè)計(jì)到方方面面的工作內(nèi)容，從機(jī)械電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)以及數(shù)字化技術(shù)和現(xiàn)場可視化技術(shù)等進(jìn)行聯(lián)合應(yīng)用。

3.2在飛機(jī)機(jī)翼的裝配模擬方面的應(yīng)用

數(shù)字化裝配技術(shù)還被應(yīng)用在飛機(jī)機(jī)翼的裝配模擬方面，具體表現(xiàn)為：第一，通過應(yīng)用數(shù)字化裝配技術(shù)，相關(guān)工作人員可以模擬飛機(jī)機(jī)翼的裝配環(huán)境，應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)中的仿真裝配技術(shù)創(chuàng)造三維數(shù)模，進(jìn)而完善機(jī)翼的裝配流程。第二，在創(chuàng)設(shè)模擬環(huán)境之后，工作人員要結(jié)合飛機(jī)裝配的實(shí)際要求，調(diào)整模擬設(shè)計(jì)。同時(shí)，還需要特別注意的一點(diǎn)是工作人員在模擬飛機(jī)機(jī)翼的裝配環(huán)境時(shí)，要嚴(yán)格按照相關(guān)的模擬要求進(jìn)行，從而保證模擬效果。第三，在模擬工作完成之后，工作人員就可以根據(jù)模擬過程進(jìn)行實(shí)際的飛機(jī)機(jī)翼裝配，有效避免飛機(jī)機(jī)翼在裝配中可能出現(xiàn)的各種問題。

結(jié)束語

綜上所述，數(shù)字化裝配技術(shù)代表了現(xiàn)代飛機(jī)制造的發(fā)展方向，柔性裝配以及脈動(dòng)生產(chǎn)線的應(yīng)用大大提高了飛機(jī)的裝配質(zhì)量和效率，智能化裝配更是適應(yīng)未來高端武器裝備實(shí)現(xiàn)多品種、變批量、低成本、高質(zhì)量、快速研制的必然選擇，其研究和應(yīng)用既是技術(shù)的革命，又是觀念的革命，更是管理的革命。深入研究并逐步應(yīng)用數(shù)字化裝配技術(shù)，在提升產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的同時(shí)，更能促進(jìn)我國航空產(chǎn)品生產(chǎn)的觀念性改變及管理體制的變革，攻克我國飛機(jī)裝配及制造技術(shù)中的薄弱環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)制造技術(shù)水平的重大突破。

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