飛行器大型薄壁件制造的柔性工裝技術

李 棟 張偉林 劉丁榮

（1.空降兵軍運輸航空兵旅一大隊定檢中隊，隨州 432700；2.空降兵軍運輸航空兵旅一大隊機務中隊，隨州 432700）

隨著我國經濟快速發展，居民生活品質不斷提升，我國航空航天事業也迎來了發展的黃金階段，引起了社會各界人士的共同關注。在所有的航空機械設備中，飛行器大型薄壁件制造技術尤為重要。被稱為“飛行機體制造的六大核心技術之一”的飛行器大型薄壁件的制造工藝，一直是擺在全球飛行器生產企業面前的一道難題。因此了解該項技術在國內外發展現狀，并科學使用柔性工裝技術，能夠有效促進行業發展內在需求。

1 飛行器大型薄壁件制造工程發展現狀

1.1 國外發展現狀

在飛行器大型薄壁件制造過程中，使用新型技術和柔性工藝設備，能夠有效地解決生產過程中遇到的難題，為了客服這一技術難題，許多國家都投入了大量研發精力，其中最具代表性的幾個國家就是美國、德國、法國以及日本。對上述幾個國家對外公開的研發資料進行深入分析能夠發現，這些國家在使用柔性工裝技術時，通常使用以下幾種方法：誤差預測、變形分析和切削力模型等。其中由美國Rohr Industries公司首創并推出的柔性機器人工作單元最具代表性，并且該機器人已經被廣泛投入到飛行器機身部件裝配環節的當中；由法國Dufieux Industrie公司研發并推出的新型鏡像銑系統也很有代表性，這一系統能夠有效提升蒙皮類零件銑切加工效果。

1.2 國內發展現狀

在國內，有較多企事業機構參與到飛行器大型薄壁件制造柔性工裝技術研究工作中，并取得了一定研究成果。同時該領域許多專家和學者不斷地進行研究，從我國飛行器大型薄壁件制造工藝實際需求出發，研究出了一系列實用性更強的方法。此外，一些高等院校和專業研究機構，針對于柔性工藝技術實際生產環節也展開了深入的、系統化的研究，例如吉林大學在板材多點成型薄壁件制造柔性工裝技術的基礎上，研究推出了多種不同規格多點成形設備，并設計出了可以在CAD中計算板材與各沖頭接觸點的快速算法，大大提高了這類設備制造效率。

2 飛行器大型薄壁件制造柔性工裝技術的應用策略

2.1 機床工裝集成與互動技術

目前，國內外對飛行器大型薄壁件制造柔性工裝技術，都有了各自理論成果，并摸索出了一些寶貴的實踐經驗。其中，依托于先進互聯網和數字信息技術，能夠把機床和工裝集成到一起，形成一種新型的加工系統，該系統目前已投入到實際生產中，有效地促進了機床與工裝之間的互動操作，進而提高了飛行器大型薄壁件制造的商業價值和社會效益。

在實際生產中，機床工裝集成與互動技術的典型案例是通過機床和工裝之間互動交流對刀具運動軌跡進行實施校正。具體來說，依托于多點柔性工裝技術中的傳感器，檢測不同工裝受力信息，之后其中計算機部件接收這些信息，并模仿機器人運動，實現對不同工裝部件的自動化調整，保證每一個環節的布局結構都維持在最佳狀態。

2.2 智能預測閉環成形技術

長期以來，回彈問題一直是影響飛行器大型薄壁件制造質量和效率的一個重要因素，也是在生產過程中經常需要面臨的技術難題。為有效解決這一難題，我國組建了專業技術團隊，進行了大量技術攻關，發明了基于智能化預測閉環成形技術。在實際生產過程中，這一技術能夠有效解決回彈問題。例如，在國內某地區制造單位中，通過使用智能化預測閉環成形技術，并與數學模型、人工智能技術相結合的，對設備生產過程中的回彈量進行預測和判斷，在此基礎上實施閉環精準控制。實驗結果表明，這種方法能夠有效降低回彈問題帶來的影響，提高了成形精度與產品質量。

2.3 全數字自動化柔性裝配技術

除了上述兩種技術，全數字自動化柔性裝配技術也是柔性工裝技術大量使用的一項技術。大型薄壁件制造和裝配是飛行器制造過程中最薄弱的一個環節，目前我國大多數生產機構依然采用人工裝配方法，該方法不僅效率十分低下，而且產品質量也不穩定，再加上一線工人長期忍受繁重工作壓力，制約了整個行業健康穩定發展。鑒于此，國內某地區專業研究部門進行了大量試驗，發明了數字化柔性自動裝配技術，這項技術將柔性裝配技術與數字化技術融合到一起，為整個行業發展提供了一條新道路。在這一技術基礎上，搭配柔性物流技術，還能有效解決生產過程中大型薄壁件變形問題；與基于機器人柔性自動裝配系統進行配合，還可以有效提高飛行器大型薄壁件制造柔性化和自動化水平。值得注意的是，結合最新數字化技術，能最大程度保障生產過程中裝配施工建設質量，提升飛行器大型薄壁件制造商業價值與社會效益，保證整個行業快速發展。

3 結語

在飛行器大型薄壁件制造當中，柔性工藝裝備系統管理和控制運行模式成為影響整個行業發展的一項核心技術。在當前制造工作中，有關人員應當加強對飛行器大型薄壁件制造發展現狀的了解和掌握，判定其發展態勢，并在此基礎上，綜合運用機床工裝集成互動技術、智能預測閉環成形技術以及全數字自動化柔性裝配技術，有效提升整個行業發展水平。