飛機大部件數字化對接關鍵技術研究

徐智峰

摘 要 將飛機大部件的數字化進行提高，可以將飛機總裝的柔性不斷提高，還可以提高飛機總裝的自動化以及數字化，將生產效率不斷提高。所以要將飛機的安全設計不斷進行提升，調整其系統布局以及大部件的對接位姿以及定位的精準度等，推動飛機大部件數字化對接技術的發展。

關鍵詞 飛機大部件;生產效率;自動化;數字化

前言

在制造飛機的過程當中，有一個關鍵的環節，那就是飛機裝配，數字量裝配協調是大部件數字化對接的前提，對定位器和測量系統以及集中控制系統等進行應用，將大部件數字化對接系統構成，但是要依據一定的技術要求，對大部件進行支撐，對大部件的位姿進行調整，這樣可以將大部件的精準對接進行實現。

1對接系統的總體布局

飛機大部件數字化對接系統的整體布局這是一項比較系統性的工程，會涉及很多的因素，比如飛機產品結構設計以及大部件對接工藝流程，在布局對接系統的過程當中，需要將上述的因素進行協調，要將對接系統總體布局的科學性以及合理性進行保證。

1.1 分散式對接系統

在對分散對接系統進行應用的過程中，應該對分散式布局的方式進行應用，布局數控定位器，可以對向上支撐以及驅動的千斤頂式定位器進行應用，在對定位器以及機體進行連接的過程當中，可以使用工藝支撐的方式，對伺服電動機驅動定位器進行應用，在X、Y、Z這三個坐標方向上進行移動，協調多臺定位器，讓多臺定位器聯合起來，對飛機的大部件進行支撐以及調整，將飛機大部件的數字化對接配置進行實現[1]。

1.2 整體托架式對接系統

如果想要對整體托架對接系統進行應用，不能直接連接機體和定位器，定位器需要經過托架之后才能連接飛機部件，對伺服電機驅動托架進行應用，對機體部位的位姿進行調整。在調整整體托架式對接系統的過程當中，分級部件會均勻的受力，這樣就不會產生很大的變形，可以更好地對產品進行設計，在生產線進行移動的過程當中，就會更加的便利。

2將大部件的對接姿態進行調整

在調整大部件的對接姿態時，需要對定位器以及控制軟件形成的閉環控制回路進行應用，實時的控制整個飛機大部件的對接過程，這樣可以對大部件的對接姿態進行實時的調整。對數字化測量系統進行應用，對對接的飛機大部件的位置精準的進行測量，對多軸數控系統進行應用，驅動分布式定位器，這樣就可以使其在X、Y、Z這三個坐標方向上進行旋轉以及移動，將大部件向對接位置進行移動，并且還要調整部件的對接姿態。定位器從實質上來說，是一種多運動軸機床，在伺服電機當中設置旋轉編碼器，對伺服電機進行應用，對定位器進行驅動，讓其精準的進行運動。在驅動機構當中設置測力傳感器，對對接部件受到的應力進行測量。如果在對接的過程當中，應力過大的話，那么就會對部件造成損壞[2]。

3測量以及凈賺測量對接數字化

在對接飛機大部件的過程當中，對數字化測量系統進行應用，測量大部件的位置，數字化系統可以和自動定位器共同將閉環控制系統形成。數字化測量系統可以對目標點信號進行捕捉，并且還會處理捕捉到的信號，最終將對接的大部件位置信息形成。對工業以太網進行應用，將數字化對控系統以及對接控制系統之間的通信進行實現，對接控制系統在接收到位置信息之后，會處理信息數據，這樣就可以將大部件的實時姿態以及位置計算出來，之后再對比計算結果以及理論結果，將位姿的誤差得到，將其進行換算，最后換算成定位器所需要的移動值。最后將命令下達，對定位器進行調整，這樣就可以將飛機大部件對接的精準性進行保證[3]。

4集成控制對接的過程

在進行飛機大部件數字化對接的過程中，對接過程的集成控制是個非常重要的過程，需要對集成控制軟件進行應用，將集成控制實現。在集成控制系統當中有機地將多種模塊進行了集合，這樣可以在進行飛機大部件數字化對接的過程當中，將數據流的暢通流轉進行保證。將對接流程的規范性進行保證，而且還要實時的調節以及檢測大部件的對接姿態以及定位器的狀態，這樣可以將姿態調節路徑生成，不僅可以將飛機部件安全進行保證，還可以對多個運動軸的聯動進行應用，確定定位部件。

測量模塊可以對對接現場的裝配坐標系進行擬合以及構建，而且還可以進行空間測量，還可以進行數據測量。裝配工藝規劃以及數據管理模塊可以管理任務以及用戶，對大部件裝配流程進行制定，還可以對數據進行管理，將工藝報表生成。仿真模塊主要就是在線對接裝配仿真飛機大部件，對飛機大部件的可裝配性進行在線的評估，而且還可以將仿真結果作為依據和評估結果生成對接路徑。算法模塊就是位姿計算以及規劃運動函數等。對接過程處理模塊可以將飛機大部件對接調資手段進行提供，可以進行自動調資以及手動調資，運動控制模塊就是控制定位器運動軸的運動。

5安全防護設計

為了將大部件入位進行滿足，將其產生的負荷進行調整，對相關的載荷進行承受，需要將飛機大部件對接系統的強度進行保證。在對定位器進行設計的過程當中，可以進行分析以及計算設計負載裕度，在對其進行研究的過程當中，開展負載實驗，對其進行檢驗。硬件限位可以將設備的安全有效地進行保證，將定位器各個運動軸運動行程作為依據，對行程開關進行設計，將位置限位進行實現。定位器運動軸運動到一定的位置之后就會自動將開關停止，并且同時還會發出警報，運動控制系統可以對定位器智能的進行判斷，判斷其是否達到一定的位置，是否有電流超載的情況，這樣可以將設備的安全進行保證。

6結束語

綜上，飛機大部件數字化對接技術這一工程相對比較系統性，需要對很多的因素進行考慮，而且在進行操作的整個過程當中相對比較復雜。在對其發展的過程當中，要對這項技術積極地進行研究，將國內外技術的交流進行加強，將自主創新活動不斷加強，將中國的飛機制造水平不斷提高。

參考文獻

[1] 林雪竹，李麗娟，曹國華，等.大部件對接中iGPS高精度位姿測量優化設計[J].航空學報，2015，36（4）：1299-1311.

[2] 王青，鄭飛，任英武，等.基于孔特征約束的飛機部件位姿優化方法[J].計算機集成制造系統，2017，23（2）：243-252.

[3] 鄭博，李麗娟，林雪竹，等.飛機大部件數字化對接仿真技術研究[J].制造業自動化，2017，39（3）：163-166.