飞机数字化装配技术综述

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1、飞机数字化装配技术综述班级：飞机制造技术6班学号：10503640姓名：王斌过去，我国主要进行封闭式的军用飞机的研制和生产，难以与国际上大型的飞机制造公司进行先进装配技术的交流。虽然近几年来我国飞机制造厂为波音和空客等公司进行飞机零部件的转包生产，零星地看到和学到了一些数字化装配技术，但是缺乏对先进装配技术的系统化研究，对国外先进装配技术的发展和应用情况也了解不多，仅满足于能把飞机制造出来，基本上还是沿袭着过去几十年来批生产的手工作坊模式，沿用着根据实物样件以模拟量形式传递零部件的形状和尺寸，采用大量复杂的型架进行定位和夹紧的传统手工装配方法。因此，装配技术已成为我国飞机制造

2、过程中的最薄弱环节，而飞机装配是整个飞机制造过程中的关键，所以它严重阻碍着我国的飞机制造技术发展。为此，我们近10年来对国外先进飞机数字化装配技术进行了广泛的资料收集和系统的分析，并且与工厂结合进行了一定的研究，在此，对先进的飞机数字化装配技术的相关问题作一简要论说。飞机装配技术的特点及其发展长期以来，飞机壳体结构以钣金件为主，采用“软壳”式或“半硬壳”式结构，如苏-27飞机。由于钣金件刚性小，在装配过程中需采用大量复杂的型架等工艺装备来保证飞机结构的形状和尺寸。因此，在飞机生产中，零部件的装配作业和部件对接装配一直是最费时费力的一个重要环节。据统计，飞机装配成本在产品总成本

3、中的比重可达40%,装配工作量一般约占全机工作量的一半。我国飞机的装配问题相对于零件制造更为突出。现阶段，虽然我国数字化设计制造技术有了局部应用，激光跟踪仪也开始应用到飞机装配型架的安装过程中。但从总体情况来看，我国的飞机装配技术基本上仍然沿用原苏联在上世纪50、60年代的飞机装配技术，使制造过程中的各种问题和矛盾堆积到飞机的最后装配中，飞机的装配周期和质量难以保证。无论是现代大型民用运输机还是军用战斗机，从大型组件（如大型机翼和机身壁板、机翼大梁、飞行操纵面组件等）到大部件装配和机身的对接装配过程中，大量采用数字化自动钻铆系统。这些数字化自动钻铆系统的特点是，针对具体装配对

4、象的特点，其装配工装和钻铆设备从结构和功能上看完全是一体化的，而且自动化程度越来越高，形成大规模的飞机部件数字化自动钻铆装配线。飞机的装配过程是一项复杂的系统工程，涉及飞机设计、工艺计划、零件生产、部件装配和全机对接总装的全部过程。数字化互换协调方法飞机装配的难点是首先要解决零部件装配过程中的互换协调问题，这在新机研制中尤为突出。为解决这个问题，要明确以下一些概念：(1)协调准确度。协调准确度是指２个飞机零件、组合件或部件之间相配合部位的实际几何形状和尺寸相符合的程度，此种相符合的程度越高，则协调准确度越高。很明显，飞机装配过程中应用各种先进技术就是要提高零件、组合件或部件之

5、间相配合部位的协调准确度。那么，哪些配合部位需要较高的协调准确度呢？怎样决定这些配合部位呢？这涉及关键特性的概念。(2)关键特性。产品的互换协调是飞机制造中最突出的问题，它引起大量返工以及产品质量的突出问题，成为影响产品制造周期的主要原因，据此提出关键特性的概念。关键特性是材料、零部件或过程的特征变化对产品的互换协调影响最大的特性。关键特性必须是用计量或计数数据可测量的。根据关键特性概念制定飞机关键特性分解树，是飞机制造过程中互换协调的依据。(3)主几何和主工装。传统的飞机制造是利用模线—样板—标准样件—各种生产工装，把飞机的设计要求(各种数据)传递到最后产品上的。全机理论模

6、线和结构模线体现着飞机的理论外形及全机的协调关系，西方国家称之为“主几何”。各种以实物形式出现的标准样板（外形样板、切面样板和夹具样板等）和标准样件（标准样件，标准量规和标准平板）等标准工装称之为“主工装”，意即用来制造生产工装的工装。(4)基于数字化标工定义的互换协调方法。数字化协调方法也可称数字化标准工装协调方法，是一种先进的基于数字化标准工装定义的协调互换技术，将保证生产用工艺装备之间、生产工艺装备与产品之间、产品部件与组件之间的尺寸和形状协调互换。数字标工协调法需通过数字化工装设计、数字化制造和测量系统来实现。利用数控加工、成形制造出零件外形和所有的定位元素。在工装制

7、造时，通过数字测量系统(如激光跟踪仪、电子经纬仪、数字照相测量和室内GPS等设备)实时监控、测量工装或产品上相关控制点(关键特性)的位置，建立起产品零部件基准坐标系统，并在此坐标系统中将工装或产品上关键特征点的测量数据和3D模型定义数据直接进行比较，分析出空间测量数值与理论数据的偏差情况，作为检验产品是否合格及进一步调整的依据。数字化测量系统在装配中的应用在飞机制造中使用的数字化测量系统有：数控坐标测量机，电子经纬仪测量系统，光学准直仪系统，激光自动跟踪仪系统，激光雷达扫描仪，数字照相测量系统以及室内G