飞机数字化装配技术发展

回顾飞机工业的发展,飞机装配技术经历了从人工装配、半自动化装配到数字化装配的发展历程,随着各国经济与技术的进步,数字化装配技术已经在多个国家的飞机制造领域广泛应用。
回顾飞机工业的发展,飞机装配技术经历了从人工装配、半自动化装配到数字化装配的发展历程,随着各国经济与技术的进步,数字化装配技术已经在多个国家的飞机制造领域广泛应用。

回顾飞机工业的发展,飞机装配技术经历了从人工装配、半自动化装配到数字化装配的发展历程,随着各国经济与技术的进步,数字化装配技术已经在多个国家的飞机制造领域广泛应用。

飞机数字化装配技术涉及飞机设计、零部件制造、数字化自动钻铆、数字化互换协调、数字化先进测量与检测和计算机软件等众多先进技术和装备,是机械、电子、控制、计算机等多学科交叉融合的高新技术。由于飞机装配工作的高复杂性和高精度,柔性装配已经成为飞机数字化装配技术的重要组成部分,而飞机智能装配技术已经成为飞机装配技术发展的新方向,对飞机智能装配技术的研究将对我国飞机装配水平及航空企业智能制造水平的全面提升起到重要的推动作用。

1 蓬勃发展的飞机数字化装配技术

数字化技术在飞机装配中的应用大大提高了飞机制造质量,减少了工装数量,缩短了生产周期,降低了生产成本。随着数字化装配技术发展,已经形成了一整套飞机数字化装配技术体系。

1.1 飞机数字化装配关键基础技术

飞机数字化装配关键基础技术是指支撑飞机数字化装配的相关理论与基础技术,主要涵盖了与飞机数字化装配相关的设计及工艺技术,主要包括面向数字化装配的飞机结构设计技术、数字化互换协调技术、飞机数字化装配工艺规划与仿真技术。

图1 787客机总装对接数字化仿真

1.2 飞机数字化装配关键应用技术

飞机数字化装配关键应用技术是指支撑飞机数字化装配现场的共性关键技术,主要针对装配过程中的定位、制孔、连接、测量、控制等环节,构建相应的试验单元,支持数字化装配技术的应用实施,主要包括数字化定位技术、数字化自动制孔技术、数字化自动铆接技术、高效长寿命连接技术、数字化检验测量技术、多系统集成控制技术。

图2 A380机翼壁板自动钻孔设备

图3 机身蒙皮自动铆接

2 柔性装配是飞机数字化装配发展要点

飞机数字化柔性装配技术是建立在计算机数字信息处理平台上,融合飞机的全数字量协调技术,应用计算机信息技术、数字控制技术、数字测量技术、柔性工装技术、多系统集成技术和数字仿真分析技术,采用各种数控装配工具,进行制孔、铆接,完成部件的连接,能适应场地和时间的变化要求,在有限的场地内快速完成装配任务,大大减少装配工装的使用,简化型架。柔性装配工装作为柔性装配系统的关键部分和硬件主体,从“壁板-部件-大部件对接”装配过程的柔性工装结构形式各不相同。

图4 壁板零件多点阵真空吸盘式柔性工装

3 飞机装配新模式——脉动生产线

脉动生产线采用自动化、数字化的设计思路,最大限度地减少人为因素产生的影响,从而保障产品质量。脉动生产线是连续移动装配生产线的过渡阶段,不同的是脉动装配生产线可以设定缓冲时间,对生产节拍要求不高,当生产某个环节出现问题时,整个生产线可以不移动,或留给下个站位去解决,当飞机的装配工作全部完成时,生产线就脉动一次。

图5 A350壁板脉动式装配线

4 智能装配是飞机数字化装配发展方向

对于飞机装配过程而言,由于其高复杂性和高精度的特点及其高质量和低周期的研制目标,对智能制造技术的需求也已迫切,研究飞机智能装配制造技术必将对飞机装配水平的提升以及航空制造业的创新发展起到重要的推动作用。

空客以50年后推出的大飞机为对象,采取诸如基于模块的大数据管理、可穿戴的无线通讯设备、自动导向运输车实施JIT/JIS准时准确装配技术、柔性安装设备、超高频RFID协同装配定位、室内GPS导向装配、爬行机器人钻铆连接、机身自动对接装配,用“增强现实”控制双臂机器人安装,用数字化喷墨式喷漆机进行喷漆直至数字化交付客机等一系列最新的科技成果。

图6 空客的“未来工厂”概念

作者:航空制造网

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