飛機裝配過程中尺寸測量與誤差分析

李世達

（中航西安飛機工業(yè)集團股份有限公司，陜西 西安 710089）

1 飛機裝配過程的發(fā)展趨勢

從一開始我國的飛機制造業(yè)就很不被人們所看好，飛機裝配環(huán)節(jié)更是逐漸被人們所冷落。在當時我國還是一個農(nóng)業(yè)大國，有許多人連飯都吃不飽怎么還會有多余的精力來制造飛機，直到20 世紀中期，我國工業(yè)化建設(shè)的進程不斷加快，才得以打破飛機制造業(yè)的壁壘，飛機裝配環(huán)節(jié)才有了一個發(fā)展的機會。至此，國家認識到了工業(yè)化建設(shè)的重要性，想要在國際上獲得一席之地就要不斷的發(fā)展重工業(yè)。由于飛機制造業(yè)在國際上具有良好的發(fā)展前景，于是國家開始不斷加大對飛機制造業(yè)的投資力度，飛機裝配環(huán)節(jié)才算是進入了一個新的發(fā)展階段。

飛機裝配過程是飛機制造中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其精細程度要具體到零件與零件之間，還要考慮到飛機的整體設(shè)計，注意各零部件互相的協(xié)調(diào)性，從而保證飛機制造的協(xié)調(diào)準確性。當我國還在使用人力裝配的時候，其他發(fā)達國家就已經(jīng)開始采用先進的飛機數(shù)字化裝配技術(shù)了，因此西方的航空工業(yè)的發(fā)展水平一直領(lǐng)先與我國，造成這種情況的主要原因還是與我國航空工業(yè)建設(shè)起步較晚有關(guān)，為了趕上其他國家的飛機裝配水平，我國開始加強與國際飛機制造公司的交流以及溝通，不斷學習國外的飛機裝配技術(shù)，全面提升我國的飛機裝配水平，經(jīng)過長時間的學習，我國終于掌握了全球最頂尖的飛機裝配技術(shù)，并取得了很大的進步，飛機裝配質(zhì)量和效率都得到了全面的提升。直到現(xiàn)在，我國的飛機裝配技術(shù)已經(jīng)取得了一系列的科研成果，與一些發(fā)達國家齊頭并進，甚至能夠領(lǐng)先于全世界。[1]在未來，我國的飛機裝配技術(shù)一定能夠到達一個新的高度，所以需要不斷的改進飛機裝配技術(shù)，擴大在該領(lǐng)域的優(yōu)勢，持續(xù)推動飛機數(shù)字化裝配技術(shù)的發(fā)展。

2 飛機裝配的結(jié)構(gòu)特點

飛機裝配需要將所有的零件按照標準進行準確的安裝，需要不斷加強飛機裝配的精細化建設(shè)。為了保證飛機的穩(wěn)定性，在連接飛機部件時，要采用特殊的連接方法，根據(jù)飛機的結(jié)構(gòu)特點以及結(jié)構(gòu)剛性來完成飛機的裝配過程。飛機裝配多采用鉚接和螺接兩種連接方式，不采用焊接等連接方式，因為鉚接和螺接比焊接要更加得結(jié)實，焊接經(jīng)過長時間的使用會出現(xiàn)松動的現(xiàn)象，如果不定期進行加固處理很容易會出現(xiàn)飛行事故，其后果往往難以承擔，因此飛機裝配的連接方式首選鉚接和螺接。

飛機裝配過程與其他機械裝配過程相比，具有準確度高、裝配工藝復(fù)雜的特點，在飛機裝配之前，首先要在圖紙上將飛機裝配所要用到的各種零件畫下來，并詳細描述出其尺寸以及形狀，確保在裝配過程中萬無一失，但是在現(xiàn)在隨著科技的不斷進步，已經(jīng)不需要在圖紙上描述零件的尺寸和形狀了，可以借助先進的互聯(lián)網(wǎng)以及先進的計算機技術(shù)，采用繪圖機自動制作，不僅可以進一步增強零件尺寸和形狀的準確度還能夠減少人力物力的浪費，告別以前傳統(tǒng)的飛機設(shè)計制造模式。飛機的裝配工藝也具有明顯的優(yōu)勢特征，飛機裝配是一項要求極其嚴格的工作，在裝配過程中僅僅依靠高科技設(shè)備、精密的儀器還遠遠不夠，飛機裝配工藝能夠滿足不同機型的需求，針對不同機型的結(jié)構(gòu)特點，制定出相對應(yīng)的裝配工藝裝備，大到飛機裝配的骨架，小到飛機裝配的零件，都能夠滿足飛機裝配的正常使用，飛機裝配工藝是按照飛機的整體設(shè)計來制定裝配工藝裝備的，[2]因此能夠保證飛機裝配零件的準確度以及協(xié)調(diào)性，由于在飛機裝配過程中，裝配零件很可能會受到外部因素的影響發(fā)生一定程度的形變或是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛性變?nèi)酰w機裝配工藝能夠準確把控裝配零件的質(zhì)量，提升資源的利用率，降低成本，從整體上提高飛機裝配的質(zhì)量。

3 飛機機體的裝配準確度

3.1 外形準確度

不同類型的飛機其外形也不相同，其外形準確度的標準同樣也有高有低，由于每架飛機都要檢測飛機外形的準確度，可以通過等距樣板來進行相關(guān)的操作，等距樣板能夠檢測出飛機各截面之間的相對扭轉(zhuǎn)和相對位移，其測量精度可以精確到毫米，為飛機的正常工作提供足夠的保障，使用等距樣板所檢測出的誤差是外形的綜合誤差，有助于提高飛機的整體建設(shè)水平。判斷飛機外形的質(zhì)量高低，最直觀的一個方法就是查看飛機的表面平滑度，主要查看鉚釘、螺釘連接處是否出現(xiàn)了凹陷的現(xiàn)象，蒙皮對縫間隙和階差等問題，蒙皮對縫間隙的允許值可以參考平行以及垂直的氣流方向，對縫階差可以參考順氣流以及逆氣流的規(guī)定標準。一些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的部位可以根據(jù)實際情況經(jīng)過多次模擬實驗來設(shè)置允許值。

3.2 位置準確度

位置準確度通常以飛機尾翼的上反角口來作為參考系，可以將需要測量部位的允差值進行換算，換算成正常的線性尺寸，在飛機水平測量時就可以完成相關(guān)的檢驗工作。為了保證飛機的位置準確度，需要認真分析機身各段的相對位置準確度參數(shù)，確保飛機各段連接處的階差符合飛機表面平滑度的標準。

4 飛機裝配的流程優(yōu)化

飛機裝配是一項耗時費力的工作，如何優(yōu)化飛機裝配流程，提高飛機裝配的工作效率和質(zhì)量一直以來都是飛機裝配工作的核心任務(wù)，在當前科技創(chuàng)新的背景下，可以采用全自動化的高科技裝配手段，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)線的裝配流程。在采用全自動化的裝配技術(shù)時，要對整個裝配流程進行全面的分析，首先要考慮到自動化裝配作業(yè)的空間開敞性，作業(yè)空間要足夠的寬闊，這樣在出現(xiàn)一些問題時就有足夠的空間對裝配設(shè)備進行檢查維修，保證飛機裝配工作的效率。其次，合理安排裝配任務(wù)，將飛機裝配工作的流程進行明確的劃分，充分考慮到工位作業(yè)的平衡性，高效地完成飛機裝配任務(wù)。[3]飛機裝配的流程優(yōu)化是一個不斷調(diào)整、改良的過程，所以一定要規(guī)劃長期的建設(shè)目標，設(shè)計出全自動化的生產(chǎn)線，達到優(yōu)化飛機裝配流程的目的。不斷加大對飛機裝配流程的管理力度，使其規(guī)范化的發(fā)展，建設(shè)飛機裝配流程管理部門，充分發(fā)揮其作用，對裝配動作、時間、業(yè)務(wù)流程以及設(shè)備進行嚴格的監(jiān)督管理，提升裝配動作的標準，按照規(guī)定的裝配步驟和裝配方法進行裝配，確保裝配過程的一致性；提升業(yè)務(wù)工作的標準，在裝配之前，繪制工作流程圖，嚴格按照工作流程圖來進行裝配，不斷縮短裝配周期，做好相關(guān)的生產(chǎn)技術(shù)以及質(zhì)量檢驗等相關(guān)業(yè)務(wù)工作；提升設(shè)備維修的標準，落實相關(guān)的設(shè)備維修制度，定期排查設(shè)備的故障，對設(shè)備進行維修以及養(yǎng)護，延長設(shè)備的使用壽命。飛機裝配的流程優(yōu)化能夠不斷推動我國飛機制造業(yè)的發(fā)展，進一步增強我國的航空航天力量。

5 飛機裝配過程中的產(chǎn)能平衡

飛機裝配過程中的生產(chǎn)線平衡問題，能夠直接影響到飛機裝配的最終質(zhì)量，因此生產(chǎn)力一定要與生產(chǎn)關(guān)系之間互相適應(yīng)，確保飛機裝配的工作效率。建立良好的生產(chǎn)秩序和管理秩序，實現(xiàn)全自動化的生產(chǎn)線，不斷增強資源的利用率，減少成本從而實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟效益的最大化。保證企業(yè)的產(chǎn)能平衡，實現(xiàn)飛機裝配效率的最大化輸出，不斷加大對生產(chǎn)線平衡問題的重視程度，借鑒國外先進的管理經(jīng)驗，采用科學、合理的管理方法對生產(chǎn)線進行管理，將生產(chǎn)線的上下浮動趨勢時刻保持在一個可控的范圍之內(nèi)。生產(chǎn)線也要向著集成控制的方向發(fā)展，生產(chǎn)線的集成控制包括生產(chǎn)任務(wù)的下達、生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集和上傳以及工藝規(guī)程的傳輸，還可以與大數(shù)據(jù)等信息化技術(shù)進行結(jié)合，不斷加快飛機裝配工作的建設(shè)進程。

6 大尺寸測量技術(shù)

由于飛機尺寸比一般的物體大，所以不能采用常規(guī)的測量方法，需要使用特殊的設(shè)備來對飛機的整體尺寸進行測量，主要使用到的設(shè)備有經(jīng)緯儀和激光儀，經(jīng)緯儀的作用主要是測量水平角和豎直角，保證飛機在建造的過程中能夠準確掌握飛機的尺寸信息，激光儀具有校正的作用，能夠使飛機實物與設(shè)計圖紙保持一致性，兩者都能夠加快飛機裝配的建設(shè)進程。飛機大尺寸測量技術(shù)通過單站距離法、多站距離法以及角度法能夠進一步增強其準確度以及測量距離，為飛機的順利裝配提供了堅實的基礎(chǔ)。

7 大尺寸誤差分析

大尺寸誤差分析需要借助坐標系來完成相關(guān)操作，首先要在計算機上構(gòu)建一個坐標系，再將測量所得的參數(shù)輸入到坐標系中，然后在進行誤差分析，計算機會自動生成樣本空間，建立起數(shù)學模型，只需要最后使用抽樣統(tǒng)計法得出相關(guān)數(shù)據(jù)，就能夠確定測量坐標的位置，進而判斷測量精度。[4]

8 結(jié)語

飛機裝配是飛機制造當中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，不斷提升飛機裝配的工作質(zhì)量對提升我國的國防軍事力量也有很大的作用，因此要不斷加強飛機裝配工作的精細化建設(shè)，從而進一步提高我國的飛機裝配水平。