飞机数字化装配技术发展与应用论文_刘丹

飞机数字化装配技术发展与应用论文_刘丹

航空工业西飞工业(集团)有限责任公司-国际航空部件厂 陕西省西安市 710000

摘要:随着社会的发展,我国的数字化技术发展迅速。飞机数字化装配技术关系到飞机运行的各个领域,对于科学技术水平相对比较高,通过对飞机数字化技术的研究和分析,可以更好的保证飞机的安全性,提高飞机数字化装配系统的构建,能够切实的提升装配过程中技术的实效性,可以从根源上对我国目前的航空装配进行改善,在装配连接时避免采用工人手工操作,从而有效地提高了生产效率,减少了协调的环节。

关键词:数字化技术;飞机装配;发展

引言

飞机是一种外形复杂、零部件数量巨大、协调关系复杂的产品,其装配过程与方法都有别于一般的机械产品。装配技术的发展改变了完全信赖手工进行飞机装配的生产方式。这种制造模式的变革不是简单地将某些数字化技术应用到现有的工作环节中,而是一次从装配工艺方法、生产组织方式到制造流程的技术革命,是系统性地进行设计与规划。这种变革的结果使工程设计水平和飞机研制效率得到了极大提高,制造成本显著下降,飞机交付速率不断提高。

1飞机装配特点及发展趋势

飞机装配是将各零件或组合件按产品技术要求相互准确定位、并用规定的连接方法装配成部件或产品的过程。受结构特点和结构刚性等因素影响,在飞机装配中大量采用铆接和螺接等连接手段。从20世纪50年代以来,数字化技术在国外航空工业中的应用,经历了从数字化技术的单项应用,到数字化系统集成应用,再到数字化协同设计制造和产品全寿命同期数据管理的发展历程。目前,飞机数字化设计制造技术已在波音、洛克希德•马丁、空客等公司的飞机研制过程中广泛应用。先进飞机设计制造技术以全面采用数字化产品定义、产品数据管理、并行工程和虚拟制造技术为主要标志,从根本上改变了飞机传统的设计制造方式,大幅度提高了制造技术水平,并取得了良好的效益。飞机数字化装配技术兴起于20世纪80年代后期。数字化装配技术集成了工业界各领域最先进的科技成果,如数字化技术、虚拟现实技术、激光跟踪定位技术、自动控制技术等,它已经完全不同于传统的飞机装配技术。现代飞机数字化装配技术以自动化、数字化、柔性化与信息化为特点,显著提高了飞机装配质量和效率,同时也提高了飞机的疲劳寿命。先进工业技术的发展推动着飞机装配发生了根本性变革,并逐渐形成了数字化飞机装配技术体系,其采用的新概念与新技术主要体现在:数字化的设计理念、柔性装配工艺装备技术、数字化连接技术、数字化自动对接技术、移动控制技术、数字化柔性装配线。

2飞机数字化装配技术研究

2.1数控柔性装配定位技术

对于飞机柔性装配就是定位在飞机设置制造的整体特性,对一般飞机的构造的大小和外形进行分类,提高飞机整体的利用效率,对于很多飞机构造相对复杂的,在对飞机进行装配的时候,很多时候都会导致飞机整体的变形,因此为了保证飞机构建整体的精确度,也就需要对整体的结构进行全面的掌握,必须设计出一种实用的定位方法,提高装配的精确性和定位的准确性。

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2.2装配制孔技术

现代飞机结构件采用的主要连接方式仍为机械连接,新型飞机对改善各连接点的技术状态(表面质量、配合性质、结构形式等)提出了很高要求,复合材料的大量采用更带来了大量复合材料的制孔需求,单纯依靠传统的手工制孔,很容易出现复材分层、孔径椭圆等故障,产品质量难以保证。解决这些问题的最重要途径是通过改善制孔工艺方法,采用自动化手段进行连接孔的精确定位和制备,以提高制孔质量和效率。

2.3提高使用周期的连接技术

2.4数字化检测技术

数字化检测技术已成为打通飞机复杂零件与大尺寸零部件设计、制造、装配、检测一体化流程,提升检测效率与水平的关键环节。应采用基于数字化检测设备的产品三维检测与质量控制手段,建立数字化检测技术体系,开发计算机辅助检测规划与测量数据分析系统,制定相应的数字化检测技术规范,以实现提高检测效率与质量的目标。

3数字化装配工程应用情况

中航工业成飞紧紧瞄准国外发达国家飞机制造过程中数字化装配技术的发展,结合我国国情和公司的发展规划,在“实现自主创新、提升核心技术和能力”目标的指引下,在数字化装配领域进行了积极并卓有成效的探索,通过全面实现装配工艺设计、精确定位、制孔、部件对合与精加工以及检测监控、过程管理的数字化来建立数字化装配生产线和构建完整的数字化装配体系,对数字化装配系统提出了三个“基于”的要求,即:基于装配流程以保证工艺继承性,基于测量的数字量协调、传递与控制以保证制造环节的闭环性,基于数模驱动以保证制造依据的唯一性和操作的便利性,最终采用“开放式伺服移动装配定位平台+数控五坐标多作业单元移动龙门制孔机床”的结构形式,分离装配定位系统与制孔设备,实现了人工作业与设备自动作业的解耦。

结语

应用飞机数字化装配技术彻底改变了飞机装配生产方式。仿真技术应用越来越广泛,已成为产品设计、工艺设计的必备手段和必需环节。数字化制造管理技术也正不断被采用,已成为企业生产经营管理不可缺少的工具,并正在向着三维可视化方向发展。使用自动化设备和脉动式生产线可以使飞机能够快速大批量生产,目前国内相关企业在这方面的研究、应用较国外先进厂家还有一定的差距。数字化的飞机装配生产线已成为新型飞机制造技术先进性的标志。

参考文献

[1]李原.大飞机部件数字化柔性装配若干关键技术[J].航空制造技术,2012(14).

[2]范玉青.飞机数字化装配技术综述[J].航空制造技术,2011(10).

[3]范玉青.飞机数字化装配技术综述—飞机制造的一次革命性变革[J].航空制造技术,2006(10).

论文作者:刘丹

论文发表刊物:《基层建设》2017年第32期

论文发表时间:2018/1/20

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