直升機數(shù)字化裝配技術(shù)研究

◎張昊

航空航天事業(yè)在我國目前的發(fā)展前景相對較好，這就在一定程度上帶動了飛機加工制造行業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。同時，基于我國已經(jīng)進入了數(shù)字化時代，如何優(yōu)化飛機的制造流程，提高制造效果就是各個制造企業(yè)的基本任務(wù)之一。

一、直升機數(shù)字化裝配技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

在進行直升機裝配工作之前，本文從國內(nèi)、國外目前的裝配技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)階段應(yīng)用情況方面進行介紹，分析工作的重點目標(biāo)及方向。

1.國外情況。

波音公司首次將數(shù)字化技術(shù)及數(shù)字化裝配技術(shù)全面應(yīng)用到B777飛機整機的研制上，建立了國際上第一條飛機數(shù)字化裝配移動生產(chǎn)線，并取得了顯著的效果。飛機生產(chǎn)周期縮短50%、出錯返工率減少75%、成本降低25%，這成為數(shù)字化技術(shù)在飛機研制中應(yīng)用的標(biāo)志和里程碑。隨后，數(shù)字化技術(shù)在飛機裝配中獲得了廣泛的應(yīng)用。從最初的使用孔定位減少工裝，到通過建設(shè)柔性裝配單元逐漸實現(xiàn)柔性化裝配，到形成移動生產(chǎn)線。而直升機則屬于飛機當(dāng)中的一種，結(jié)合具體的直升機制造情況來看，數(shù)字化技術(shù)在目前的直升機裝配工作中有著良好的應(yīng)用優(yōu)勢。

2.國內(nèi)情況。

國內(nèi)數(shù)字化技術(shù)研究與應(yīng)用起源于80年代初，近年來大規(guī)模地計算機網(wǎng)絡(luò)環(huán)境建設(shè)和加大對國外先進裝配制造技術(shù)以及數(shù)字化管理技術(shù)的研究，為數(shù)字化技術(shù)的實際應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。先后在波音轉(zhuǎn)包項目、新舟系列、支線客機等項目上進行了數(shù)字化裝配技術(shù)的應(yīng)用實踐。

二、直升機數(shù)字化裝配技術(shù)的操作流程

在研究如何優(yōu)化直升機的數(shù)字化裝配技術(shù)時，還需要結(jié)合基本的技術(shù)操作流程展開分析。

1.構(gòu)建直升機模型。

在進行數(shù)字化裝配時，除了需要開展計算機基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)工作之外，制造企業(yè)應(yīng)當(dāng)積極進行直升機數(shù)字化模型的構(gòu)建工作。通常可以結(jié)合設(shè)計圖紙，構(gòu)建立體模型，并利用虛擬技術(shù)，模擬大氣壓力及直升機運行過程中可能遇到的其他壓力和風(fēng)險問題，分析本次設(shè)計方案當(dāng)中是否存在不科學(xué)的地方，明確設(shè)計的目標(biāo)，然后合理優(yōu)化設(shè)計圖紙，確保直升機裝配工作的順利開展。

2.指導(dǎo)裝配工作。

數(shù)字化裝配技術(shù)的操作要點就是需要技術(shù)人員設(shè)定機械生產(chǎn)制造設(shè)備的運行參數(shù)，然后工作人員通過操作機械設(shè)備就可以完成智能化的裝配工作。這里涉及到對定位技術(shù)的應(yīng)用，現(xiàn)階段，裝配定位技術(shù)主要分為工裝定位和零件裝配基準(zhǔn)孔面自定位兩個方面。裝配工裝在直升機裝配過程中被大量采用，以保證進入裝配的直升機零件、組合件、板件及段件精確定位。柔性工裝克服了剛性工裝剛性專用、設(shè)計制造周期長、存儲占地面積大，結(jié)構(gòu)開敞性較差等缺點，具有柔性化、數(shù)字化、模塊化的特點。結(jié)合時代發(fā)展情況來看，在新時期合理應(yīng)用這項數(shù)字化技術(shù)，可以達到指導(dǎo)直升機裝配工作順利開展的目的，減輕以往的加工制造工作壓力，推動制造企業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。

3.安全管控技術(shù)。

在進行數(shù)字化裝配工作時，計算機系統(tǒng)還具備智能判斷裝配工作流程是否安全與穩(wěn)定的功能，可以通過對機械設(shè)備的溫度感應(yīng)及運行速度變化情況的感應(yīng)，對比設(shè)備正常運作狀態(tài)下的數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)安全風(fēng)險問題，然后通過警報裝置提醒工作人員進行處理。另外，數(shù)字化檢測技術(shù)已成為打通直升機復(fù)雜零件與大尺寸零部件設(shè)計、制造、裝配、檢測一體化流程，提升檢測效率與水平的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。應(yīng)采用基于數(shù)字化檢測設(shè)備（坐標(biāo)測量機、激光跟蹤儀、激光雷達、激光掃描儀等）的產(chǎn)品三維檢測與質(zhì)量控制手段，建立數(shù)字化檢測技術(shù)體系，開發(fā)計算機輔助檢測規(guī)劃與測量數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，制定相應(yīng)的數(shù)字化檢測技術(shù)規(guī)范，以實現(xiàn)提高檢測效率與質(zhì)量的目標(biāo)。

4.其他技術(shù)的應(yīng)用。

在直升機制造中，裝配連接質(zhì)量直接影響直升機結(jié)構(gòu)的抗疲勞性能與可靠性。采用自動化或半自動化的連接設(shè)備則能顯著提高工作效率及連接質(zhì)量的穩(wěn)定性。同時，制造企業(yè)在實際展開直升機裝配工作時，還應(yīng)當(dāng)采取裝配抗疲勞強化技術(shù)、長壽命機械連接等措施來滿足其長壽命要求。其中，主要的裝配抗疲勞強化工藝方法包括滾壓、擠壓、干涉配合及拋光處理等，而長壽命機械連接則包括：高鎖螺栓連接、冠狀鉚釘?shù)取?/p>

三、直升機數(shù)字化裝配工作的注意事項

制造企業(yè)在開展直升機數(shù)字化裝配工作的過程中，還有一些注意事項需要遵守。具體包括以下幾個方面：

1.質(zhì)量問題。

通常制造企業(yè)需要結(jié)合基礎(chǔ)的直升機建設(shè)要求，從安全性能的角度出發(fā)，合理擬定設(shè)計方案，研究直升機的整體造型結(jié)構(gòu)以及應(yīng)當(dāng)使用哪些材料進行制造工作。在這個環(huán)節(jié)中，制造企業(yè)可以利用信息技術(shù)手段，收集和整理相關(guān)資料。對市場上的常見材料進行對比，重點從使用質(zhì)量和經(jīng)濟成本兩個方面綜合考慮。這也是保障制造企業(yè)經(jīng)濟效益的基礎(chǔ)前提，需要安排專業(yè)的管理人員對材料采購全程進行管理。并應(yīng)當(dāng)做好對入場材料的質(zhì)量檢查及材料存儲、取用管理等工作，這樣才能從根本上保障直升機的運行安全。

2.技術(shù)問題。

數(shù)字化裝配技術(shù)雖然能夠全面提高直升機的裝配工作質(zhì)量及效率，但是實際操作難度相對較高。這主要是由于網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在不斷優(yōu)化創(chuàng)新，而由于歷史的原因，國內(nèi)航空企業(yè)受到前蘇聯(lián)的飛機生產(chǎn)組織模式影響較深。制造企業(yè)必須要積極對人才展開教育培訓(xùn)工作，并定期考察技術(shù)人員的專業(yè)裝配工作能力，根據(jù)員工之間存在的共性問題，安排專家傳授數(shù)字化裝配技術(shù)的操作技巧，以此來發(fā)揮出該裝配技術(shù)的應(yīng)用價值。同時，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)不斷總結(jié)工作經(jīng)驗，結(jié)合現(xiàn)階段裝配技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢及不足，積極研究優(yōu)化技術(shù)操作流程，提高技術(shù)應(yīng)用價值的可行方案。

結(jié)論：通常情況下，制造企業(yè)在進行直升機裝配工作時，應(yīng)當(dāng)先結(jié)合制造圖紙構(gòu)建直升機的立體模型，然后引進計算機工作設(shè)備，在機械設(shè)備上安裝智能控制軟件，并設(shè)定運行程序，從而達到利用數(shù)字化技術(shù)指導(dǎo)裝配工作的目的。同時，應(yīng)當(dāng)開展安全管理工作，全面發(fā)揮出數(shù)字化技術(shù)在新時期的應(yīng)用優(yōu)勢。這還需要技術(shù)人員意識到自身工作的重要性，不斷提高自身的創(chuàng)新意識及能力，以適應(yīng)時代的發(fā)展需求。