先進飛機智能制造裝備集成系統

祝太福

【摘 要】智能裝備集成系統是先進飛機智能制造技術的核心與基礎，加強對智能制造裝備集成系統的研究，能夠提高先進飛機的智能化水平，對于我國先進飛機研究具有重要意義。基于此，論文概括論述了先進飛機智能制造技術，在此基礎上，論述了先進飛機智能制造管理平臺設計，并對先進飛機智能制造裝備系統組成進行具體分析。

【Abstract】Intelligent equipment integration system is the core and foundation of advanced aircraft intelligent manufacturing technology. It is of great significance to strengthen the research on intelligent manufacturing equipment integration system and improve the intelligence level of advanced aircraft. Based on this， this paper studies the advanced technology of aircraft intelligent manufacturing， and on this basis， discusses the design of advanced aircraft intelligent manufacturing management platform， analyzes the composition of the advanced aircraft intelligent manufacturing equipment system.

【關鍵詞】先進飛機；智能制造；裝備集成系統；平臺設計

【Keywords】advanced aircraft； intelligent manufacturing； equipment integration system； platform design

【中圖分類號】V241 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）01-0162-02

1 先進飛機智能制造技術概述

先進飛機智能制造技術，主要是將網絡技術、計算機技術、傳感技術、通信技術等進行融合，利用感知、人工交互、執行等，完善產品設計過程、制造過程、管理過程等，從而提高先進飛機的智能化水平[1]。先進飛機智能制造技術，主要是對制造技術與信息技術進行研究與集成，從而促進先進飛機的發展。我國的飛機制造業發展迅速，并且已經取得了一定的成績，但是仍然具有較大的發展空間。我國對于飛機數字化制造技術比較重視，研究力度不斷加強，將實現智能標準系統作為主要研發目標。近年來，我國航空行業主要將脈動式生產作為信息管理的基礎，重點對飛機智能化管理平臺進行設計，對先進飛機智能制造裝備集成系統進行研究，從而促進航空行業的發展。

2 先進飛機智能制造管理平臺設計

2.1 先進飛機協同制造平臺設計

先進飛機協同制造平臺，能夠滿足不同類型飛機的管理需求，其能夠實現飛機制造的全周期數據接收、發送、使用等管理。先進飛機協同制造平臺設計，具體包括總體制造設計、項目計劃管理、飛機交付監控設計等，平臺設計的關鍵是飛機的工藝與工裝設計。其中工藝設計，具體的內容是PBOM、MBOM等設計與管理。工裝設計主要是工裝申請、設計、制造、交付管理等。智能協同管理平臺的功能，主要是對上述功能進行統一管理與權限控制，與合作單位形成協調管理模式，通過協同平臺集成，實現數據信息的接收與傳送，從而達到數據協同的目的。

2.2 基于MBD的三維工藝與仿真平臺設計

對于先進飛機的研究，設計環節主要是利用MBD技術。MBD技術主要是利用三維模型實現設計目的，具體對三維模型進行尺寸標注、定義公差、加注信息等處理?；贛BD的三維工藝設計，需要制定三維工藝規劃，確定詳細設計方案，并且完善指令建設。三維MBD技術可以應用于智能化統一管理平臺，能夠對工藝資源進行有效管理，從而提高平臺三維設計數據、工藝資源等管理效率。智能工藝管理平臺，能夠編制AO/AF文件，文件包含了文字形式表達結構的工藝基本信息、裝配動畫、三維中間模型等。先進飛機的三維仿真平臺設計，主要是對軟件工具集成與軟件開發進行設計。軟件設計環境中，需要設計統一的數據環境庫，將智能生產過程的仿真信息存入到環境庫中，從而形成PPR，完成制造仿真過程。

2.3 數據庫智能管理系統設計

先進飛機制造工藝數據庫智能管理系統設計，具體包括集成數據管理狀態設計、數據生命周期設計、版本管理設計、人員數據管理設計、流程管理設計等，并且能夠實現報表界面管理與操作界面管理等。數據庫智能管理系統設計，主要是將主要的數據資源存放到虛擬化管理平臺，利用云計算對數據進行統一管理，并對系統平臺創新與大數據集成系統進行規劃部署。數據庫智能管理系統設計，是在現有的平臺基礎上，結合制造工藝數據的特征，對系統大數據的存儲能力進行預測，從而確保數據庫智能管理系統的可靠性與穩定性。數據庫智能管理系統設計是先進飛機智能制造技術的核心與基礎，加強對數據庫智能管理系統設計的研究，能夠提高先進飛機的智能化水平，對于我國先進飛機研究具有重要意義。

3 先進飛機智能制造裝備系統組成

3.1 智能柔性支撐系統的構建

智能柔性支撐系統，是先進飛機智能制造裝備系統的主要構成部分之一。軟件與硬件是智能柔性支撐系統的核心構成部分，硬件主要包括多個模塊化單元的裝配、數控系統、數字化測量設備等，軟件主要包括仿真軟件、優化計算軟件、測量軟件等。智能柔性裝配工裝具體有多空式模塊化組合、定位器快換類、多點真空吸盤式、行列式、分布式、轉動式等。智能柔性支撐系統，主要采用三坐標數控定位系統對不同型號的先進飛機進行定位，再通過在線測量系統集成，完善系統的執行重構調整能力，從而滿足多種裝配配對的需求。endprint

3.2 智能自動鉆鉚系統的構建

智能自動鉆鉚系統，是先進飛機智能制造裝備系統的主要構成部分之一。智能自動鉆鉚系統能夠在智能制造過程，通過鉆鉚機對產品的壁板、隔框等進行處理，通過鉆鉚工藝設計、工藝過程優化，在精確測量的基礎上，采用基礎動力學運動軌跡規劃法，完成仿真、制孔、涂膠等操作，從而實現鉆鉚與檢測的智能化。對于智能自動鉆鉚系統的構建，主要是建立CATTA系統數據模塊，并且在CATTA軟件中構建系統模型，具體包括基座、托架、工裝等。對于鉆鉚機運動機的構建，主要是利用CATTAV5DUM的運動模型，從而模擬鉆鉚機運動機的模型。其能夠與DEMIA軟件進行結合，從而實現鉆鉚機的再次開發，實現鉆鉚機的加工仿真、運動特征分析等功能。

3.3 智能機器人系統的構建

對于智能機器人系統的構建，主要是對智能機器人的焊接系統、制孔系統、涂膠系統、噴漆系統等進行構建，從而完善智能機器人的系統功能。智能機器人的誤差會影響機器人自身的性能，而智能機器人的動、靜、焊接、搬運等都會產生誤差。因此，要明確機器人的工作定位位置，提升機器人姿態的精度，從而防止誤差的發生。為提高智能機器人的定位準確性，需要構建激光雷達、激光跟蹤儀等，輔助機器人進行定位，從而提高定位的精準度。為確保智能機器人系統的性能，需要通過在線測量技術，對智能機器人的運動狀態進行測量，從而提高機器人的運動精準度。智能機器人輔助飛機制造系統，主要是由末端執行器、離線編程等構成，其在線測量系統與仿真軟件的集成應用，能夠實現機器人的智能制造。離線編程系統是智能機器人系統制造的核心，其能夠對機器人制孔、焊接、搬運等進行程序編制，從而提高智能機器人的系統性能，確保智能機器人運動的準確性。

4 結論

綜上所述，本文對先進飛機智能制造裝備集成系統進行深入研究，研究結果表明，先進飛機智能制造管理平臺設計，主要包括先進飛機協同制造平臺設計、基于MBD的三維工藝與仿真平臺設計、數據庫智能管理系統設計。文章從智能柔性支撐系統的構建、智能自動鉆鉚系統的構建、智能機器人系統的構建三方面，論述了先進飛機智能制造裝備系統組成，從而為我國先進飛機研究提供參考依據。

【參考文獻】

【1】高鑫，龔清洪，孫超.飛機結構件智能制造關鍵技術研究[J].制造技術與機床，2017，9（08）：45-49.endprint