飛機柔性裝配方法在飛機裝配中的應用研究

張立軍 張一鳴

1．哈爾濱哈飛工業有限責任公司 黑龍江哈爾濱 150066

2．航空工業哈爾濱飛機工業集團有限責任公司 黑龍江哈爾濱 150066

隨著我國社會經濟及科技水平的迅速發展，推動了各行各業的穩定前進，飛機裝配作業需要考慮到裝配工作內容，同時還應該根據生產調度流程，按照飛機整體質量標準，合理完善裝配作業模式，發現生產管理技術對裝備作業的作用，不斷完善技術管理內容，并根據企業未來發展目標，采用科學的方法。

1 飛機柔性裝配技術簡介

飛機柔性裝配技術是一種新興技術，它可以實現模塊化裝配，能夠滿足飛機快速發展的需求。飛機柔性裝配技術是基于自動化技術和電子技術而形成的，既融合了自動化的優點，又降低了裝配成本，提高了裝配的效率。傳統的飛機裝配技術剛性太強，裝配不方便，裝配精確度不高，而柔性裝配技術恰好可以彌補這些不足，對于飛機制造業的發展起到了巨大的推動作用[1]。

2 飛機柔性裝配方法及在飛機裝配中的應用

2.1 飛機柔性裝配定位技術

飛機柔性裝配定位技術是利用飛機裝配過程中涉及到的梁框和支撐結構件進行自定位組裝。一般的飛機柔性裝配定位技術能幫助飛機工裝的零部件實現自定位或借助光學儀器實現位置跟蹤完成定位支撐，能有效減少在飛機組裝過程中使用到的裝配零部件數量，降低飛機裝配中框架的連接件數目和鉆孔數目，從本質上降低飛機裝配的工裝數量且減少材料的消耗。但是飛機柔性裝配定位技術需要配合精密測量儀器才能完成自定位裝配工作。而精密測量儀器需要滿足高效率以及高精度的要求，一般在裝配定位中使用精密儀器的數量較多，裝配孔定位技術包括了自動化制孔以及便攜式柔性制孔等技術，能在飛機裝配過程中滿足大批量結構件的生產和裝配，顯著提升裝配零部件的裝配效率，同時借助鈦合金等復合材料，滿足裝配工作中合金以及飛機結構的硬度要求。

2.2 柔性自動化掃描路徑規劃

近年來，與柔性化測量技術類似，針對飛機表面噴漆過程中的噴漆路徑優化問題，研究學者也提出了不同的方法。飛機表面自動化噴漆系統通常也由AGV移動小車，機械臂及噴漆頭組成。由于飛機表面噴漆技術，AGV移動小車搭載的柔性化測量末端十分類似，因此，研究飛機表面噴漆技術，對自動化柔性測量方法也具有借鑒意義。為解決噴涂飛機等大型工件的過程中機器人的最佳站位問題，提出并利用外腕心的概念對噴涂機器人的空心手腕做球形近似，解決機器人不可解耦問題。在大型飛機自動化柔性測量與分析中，對整機外形進行自動化柔性測量占據著非常重要的地位。現有的整機外形測量方法，普遍采用人工操作測量儀器對飛機進行局部測量，隨后借助標記點對測量數據進行融合得到整機測量數據。這種測量方式，自動化程度低，測量效率偏低，且精度無法保證，已經無法滿足大型飛機制造及裝配。同時也可以看出，飛機整體結構件加工變形在線測量正在逐漸向具有自動化、快速性、自適應性以及整體柔性的在線精密自動測量系統等方面發展。

2.3 飛機柔性裝配在大型部件中的應用

飛機柔性裝配在裝配流程中應用廣泛，同時涉及的技術要求較高，需要有過硬的柔性設備支撐才能順利完成裝配工作，以往大部分的裝配廠家仍然使用標準的裝配工裝，缺乏創新性和前瞻性，對于飛機柔性裝配的生產線建設投資力度十分緊缺，與飛機制造裝配等先進國家還存在明顯的技術差距和生產差距。飛機柔性裝配應用最多的就是在飛機的大型部件裝配過程中，涉及到飛機大型不見得裝配操作以及模塊工裝過程，而且需要考慮對大型部件的數字結構定位以及系統編程操作。在飛機大型部件的安裝過程中管理人員需要將飛機的機身結構進行分散處理，包括對運行參數進行分組分類，確保在單獨開展飛機柔性裝配工作時結構參數的準確性和可靠性。在大型部件中涉及到的飛機柔性裝配有環形裝配工裝和激光定位追蹤，利用柔性裝配和定位技術取締傳統的裝配型框架，改變以往傳統大型部件裝配結構復雜以及占地面積大，開敞性不足的問題，更好地完成飛機機身壁板以及機翼等大型部件的工裝制造。而飛機柔性裝配在大型部件中典型的應用有行列式柔性裝配和點陣式柔性裝配，工裝人員可以根據部件的具體形狀或者參數要求使用合適的工裝方法[2]。

2.4 飛機柔性裝配打孔技術

飛機柔性裝配在飛機結構的定位打孔中應用能顯著提高打孔的精確性和打孔速度。通常機加設備的主軸為剛性主軸，其主軸徑向跳動影響著孔徑精度、質量和穩定性。而自動進給鉆為浮動主軸，僅為刀具提供制孔動力，所用刀具與通常機加設備制孔刀具不同，刀具尺寸、導套與刀具的配合尺寸是決定孔徑精度的關鍵因素。開展常見自動進給鉆精度控制試驗。針對鉆削刀具結構，研究刀具刃帶和倒錐對制孔精度的影響，采用多點支撐的雙刃帶鉆頭和機加常用單刃帶鉆頭做精度對比切削試驗；采用刃部外徑無倒錐的鉆頭與傳統的帶倒錐的鉆頭做精度對比試驗；針對導套與刀具的配合精度，進行制孔精度控制試驗，研究影響制孔精度的因素。從而在確定打孔位置后再進行整體的結構評估和參數考察，保證裝配件打孔的參數符合生產質量要求。

3 結語

綜上所述，當前飛機裝配作業需要考慮到裝配工作內容，同時還應該根據生產調度流程，按照飛機整體質量標準，合理完善裝配作業模式，發現生產管理技術對裝備作業的作用，柔性裝配方法能廣泛應用到飛機裝配中的各個環節，掌握柔性裝配的核心技術能更好地推動飛機柔性裝配的發展和進步，提升飛機裝配的工作效率和部件裝配質量[3]。