飛機數字化裝配技術的發展與應用

楊璽 段崇

摘? 要：在飛機制造的過程中，裝配技術是其中的主要環節，飛機裝配過程就是將大量的飛機零件按圖紙、技術條件等進行組合、連接的過程。飛機裝配技術發展至今，已經完全實現了自動化柔性裝配。而隨著計算機網絡技術的發展和覆蓋，數字化裝配在根本上改變了飛機傳統的設計與制造方式，使飛機的設計制造水平得到新的提高。基于此，文章對飛機數字化裝配技術的具體應用進行了研究，以供參考。

關鍵詞：飛機裝配;數字化技術;應用措施

1我國飛機裝配技術的特點及現狀

飛機的裝配技術具有較強的專業性和系統性，其涉及到許多環節，其中，工藝設計、零部件生產以及部件的裝配都是其中的關鍵。

飛機殼體一直以來使用的都是鈑金件，采用的結構一般是“軟殼”或“半硬殼”式。因鈑金件具有剛性小的特點，所以，飛機結構的形狀和尺寸要得到保證，必須在裝配過程中需采用大量負責的型架等工藝裝備。因此，零部件的裝配作業和部件對接裝配一直是飛機生產中最重要的環節，也是最費時費力的環節。有數據顯示，飛機裝配成本能占到產品總成本的40%，裝配工作量約占全機工作量的一半。

我國飛機的裝配存在非常突出的問題。雖然目前我國數字化設計制造技術已經實現局部應用，激光跟蹤儀器也得到一定的應用，但結合總體情況分析，我國在飛機裝配技術上還是沿用的原蘇聯在上世紀50、60年代的飛機裝配技術，導致在制造過程中產生了不少問題，而這些問題往往留到了最后的裝配過程中，使飛機的裝配周期和質量得不到有效的保證。

數字化自動鉆鉚系統，特點是可針對具體的裝配對象的特點，其裝配工裝和鉆鉚設備不管是在結構上還是功能上看，都是一體化的，且自動化的程度也不斷上升，形成大規模的飛機部件數字化自動鉆鉚裝配線。從現代大型民用運輸機到軍用戰斗機，不論是大型組件還是大部件裝配在實現和機身的對接裝配過程中，都是使用的數字化自動鉆鉚系統。

2飛機數字化裝配主要應用技術

2.1多系統集成控制技術

當前在操作飛機數字化裝配的過程中通過控制系統能夠發揮出其最大的作用，但是在實際的操作和應用中，有很多環節和關鍵點并沒有實現聯合作用，例如在飛機中所采用的工藝數據、計劃數據和測量、地理數據等都沒有綜合應用，導致相互之間的關系彼此獨立，這對于全面分析和改進數字化技術不利，因此在對裝配過程進行控制和管理中，要通過有效的集成化技術和綜合技術實現對各項數據的整合和分析，保證飛機數字化裝配技術能夠擁有獨特的特點，根據飛機各接口標準，保證設備的誤差得到進一步控制。

2.2自動化精確制孔技術

飛機在裝配過程中，還需要應用自動化精確制孔技術，從而實現機械之間的連接，加固飛機的整體設備。我國現階段在飛機制孔工作中通常情況下采用的是人工制孔方法，這種制孔方式的精確程度還有待提高。另外，人工制孔方式在實際操作時，需要的裝配時間也較長，大大降低了飛機制造和裝配的工作效率，影響其他裝配工作的進行。因此，通過應用自動化精確制孔技術，可以在很大程度上提高飛機制孔的精度，保證制孔效率。同時，應用自動化精確制孔技術還可以節約成本，保證企業的經濟效益。

2.3高效長壽命連接技術

高效長壽命連接技術對于完善飛機結構、提升飛機的抗疲勞能力等方面都有著至關重要的現實意義。具體表現為：第一，通過應用高效長壽命連接技術可以有效提高飛機的耐久性和可靠性，進而增加飛機的使用時間，保證飛機的使用壽命;第二，我國傳統的連接技術采用的是鉚接以及液壓的方式，這種方式雖然連接效果比較好，但是在實際的應用過程中很容易對裝配設備造成損害，而高效長壽命連接技術采取的是密封連接的方式，在通常情況下選擇的材料是鈦合金材料，可以有效避免對裝配設備造成損害。同時，通過應用高效長壽命連接技術，還可以結合飛機的實際特點，有針對性地研究相關的長壽命連接單元，最終達到增加飛機使用壽命的效果。

2.4大尺寸精密測量技術

在飛機裝配工作中應用大尺寸精密測量技術，可以提高飛機測量工作的精確度，進而對飛機的其他裝配工作起到一定的保障作用。因此，大尺寸精密測量技術是我國飛機數字化裝配工作中的必要條件和技術基礎。同時，在實際的飛機裝配工作中，無論是從技術上還是從測量工作本身來講，都有著很高的工作要求。因此，飛機在裝配過程中，必須采取大尺寸精密測量技術來保證測量工作的準確度，然后再結合相關的GPS以及激光跟蹤測量方法保證測量效果。由此可見，大尺寸精密測量技術在我國飛機裝配工作中還具有很大的應用和發展前景。

3飛機數字化裝配技術的實際應用

3.1在技術應用平臺的應用

飛機裝配技術系統在應用中需要通過技術平臺來實現各項操作工作和計劃，平臺中主要是分為了數據平臺層、專業技術層、裝配過程層、應用系統層和通用技術層。下面分別進行相應的介紹：第一，數據平臺層在飛機裝配過程中主要是通過各項技術和系統活動之間的良好關系，將產品的全壽命周期管理以及資源規劃作為整個平臺的基礎，通過知識庫以及各種應用數據庫來組成數據，這是在數字化技術實現中起到基礎作為的環節。第二，專業技術層是對飛機裝配中的各種專業技術進行直觀的拆分，通過裝配設計、工藝以及制造整個活動中。第三，應用系統層在裝配的集成環境中，通過技術和工藝等多種技術組成的軟硬件系統組成，并在整個裝配生產過程中發揮作用。第四，通過技術層則是設計到方方面面的工作內容，從機械電子技術、自動化技術以及數字化技術和現場可視化技術等進行聯合應用。

3.2在飛機機翼的裝配模擬方面的應用

數字化裝配技術還被應用在飛機機翼的裝配模擬方面，具體表現為：第一，通過應用數字化裝配技術，相關工作人員可以模擬飛機機翼的裝配環境，應用數字化技術中的仿真裝配技術創造三維數模，進而完善機翼的裝配流程。第二，在創設模擬環境之后，工作人員要結合飛機裝配的實際要求，調整模擬設計。同時，還需要特別注意的一點是工作人員在模擬飛機機翼的裝配環境時，要嚴格按照相關的模擬要求進行，從而保證模擬效果。第三，在模擬工作完成之后，工作人員就可以根據模擬過程進行實際的飛機機翼裝配，有效避免飛機機翼在裝配中可能出現的各種問題。

結束語

綜上所述，數字化裝配技術代表了現代飛機制造的發展方向，柔性裝配以及脈動生產線的應用大大提高了飛機的裝配質量和效率，智能化裝配更是適應未來高端武器裝備實現多品種、變批量、低成本、高質量、快速研制的必然選擇，其研究和應用既是技術的革命，又是觀念的革命，更是管理的革命。深入研究并逐步應用數字化裝配技術，在提升產品質量和生產效率的同時，更能促進我國航空產品生產的觀念性改變及管理體制的變革，攻克我國飛機裝配及制造技術中的薄弱環節，實現飛機制造技術水平的重大突破。

參考文獻：

[1]梅中義，黃超，范玉青.飛機數字化裝配技術發展與展望[J].航空制造技術，2015（18）：32-37.

[2]周園，張莎莎，周旭.大型飛機數字化裝配技術初探[J].科技創新導報，2015：96.

[3]陳雪梅，劉順濤.飛機數字化裝配技術發展與應用[J].航空制造技術，2014（Z1）：60-65.

[4]董一巍，李曉琳，趙奇.大型飛機研制中的若干數字化智能裝配技術[J].航空制造技術，2016（Z1）：58～63.

[5]初桂蘭.國內飛機數字化裝配技術現狀研究[J].西安航空學院學報，2016，34（01）：40～43.