先进的制造技术在航空领域的应用

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1、第八章飞机机构装配技术朝着自动化、柔性化方向发展1概论通过对飞机产品三维数字化定义以及设计、制造协同等数字化技术的应用，推动了飞机结构装配向数字化装配方向发展。在大型构件装配中采用数字化装配技术，可简化型架，减少包括型架在内的装配工装的使用，实现自动化柔性装配，从而提高生产效率和装配质量，降低制造成本，缩短制造周期。23飞机装配是根据尺寸协调原则，将飞机零件或组件按照设计和技术要求进行组合、连接形成更高一级的装配件或整机的过程。社会的需求、市场竞争及相关技术的不断发展，推动着飞机装配技术不断向更高水平演进。迄今为止，飞机装配技术已经历了从人工装配、半自动化装配到自动化

2、装配的发展历程，目前快速发展的柔性装配将自动化装配技术推向了一个新的高度。48.1国外先进装配技术的发展状况近10余年来，国外飞机装配技术发展迅速，以B777、A340、A380、F-22、F-35等为代表的新型军、民机集中反映了国外飞机制造技术的现状和发展趋势，在装配技术上基于单一产品数据源的数字量尺寸协调体系，实施数字化尺寸工程技术；5通过装配仿真实现装配过程优化，应用柔性模块化的工装技术、加工和检测单元并集成应用为一系列的自动化装配系统进行机体结构的自动化装配，大量采用了长寿命连接技术，实现了长寿命飞机结构的高质量、高效率装配。下面分别从自动化装配工装、自动化

3、装配单元、自动化装配系统、自动制孔、自动钻铆、装配检测、数字化装配管理技术等方面来介绍国外先进装配技术：68.2自动化装配工装技术与传统的装配工装不同，国外装配工装已经发展成数控自动化工装，主要包括行列式柔性装配工装、多点阵成形真空吸盘式柔性装配工装、分散式机身柔性装配工装、自动对接平台等几类，它们具有模块化、数字化和自动化的特点。7一、行列式柔性装配工装行列式柔性装配工装包括壁板工装和翼梁工装。前者用于空客系列民机的机翼壁板的装配，后者用于波音飞机如B-737、B-777、C-17等飞机翼梁的装配。空客机翼壁板柔性装配工装可完成A330/340、A319/320/3

4、21/A300系列飞机的机翼壁板的装配。最新的A380飞机也采用了此类装配工装。8空客飞机机翼的柔性装配系统9空客系列飞机机翼壁板柔性装配工装及壁板尺寸10二、多点阵成形真空吸盘式多点阵成形真空吸盘式柔性装配工装由一组立柱吸盘组成，吸盘在程序控制下可进行三维移动定位，生成与装配件曲面完全符合并均匀分布的吸附点阵，能精确、可靠地定位和夹持壁板。当产品外形发生变化时，吸附点阵布局自动进行调整，可以适应不同的装配件外形。11自上世纪90年代初开始，这种基于多点阵成形真空吸盘式柔性装配工装技术已广泛应用于戴姆勒－奔驰宇航、波音、麦道、格鲁门、英宇航、CASA、EADS/空客、

5、庞巴迪宇航等公司军、民用飞机的柔性装配和生产中。12三、机身分散式柔性装配工装分散式机身柔性装配工装基于激光跟踪定位，并由CNC控制的一组工装单元组成，消除了传统大型装配型架的应用，促进了装配的自动化和柔性，具有结构简单、开敞性好、占地面积小、可重组等优点，现已广泛应用于大型飞机机身的装配制造。13复合材料机身装配14四、自动化对接平台自动化对接平台由计算机控制的自动化千斤顶（或定位器）、激光测量系统和平台控制系统组成。与传统的对接平台相比，机体装配质量大幅提高，效率高,周期短，通用性强，能适应不同尺寸的机身机翼结构。158.3自动化装配单元技术国外大型民机结构广泛采

6、用自动化装配工艺，其基础是数控工装、加工和检测单元、数字化定位等技术。加工单元主要包括制孔单元、孔强化单元、自动注胶单元、自动送料单元、紧固件插入单元、铆接单元、环槽钉安装单元、抽钉安装单元、铆钉铣平单元、焊接单元等;检测单元包括照相测量孔定位单元、法线检测单元、孔检测单元等。16(1)制孔单元用于对结构进行钻孔和锪窝。制孔单元一般由钻孔主轴、钻夹头、位置反馈线性编码器、伺服进给机构、安全机构等组成。(2)孔强化单元通过芯棒对开缝衬套的胀形实现对孔的挤压，完成孔强化，以提高连接孔的耐疲劳性能。孔强化单元主要由美国疲劳技术(FTI)公司开发。17(3)自动注胶单元用于铆

7、钉或螺栓安装前将一定量的密封胶注入孔内(从沉头窝一侧)，注胶时通过转动实现密封胶在孔内的均匀涂敷。(4)自动送料单元用于完成紧固件的自动送料，有料斗式和提箱式2种类型。提箱式送料单元包括离线式紧固件填充站、紧固件存储箱、送料自动选择装置、提箱手动清理装置等几个部分。提箱式送料单元可以完成无头铆钉、环槽钉、沉头铆钉、凸头铆钉和环圈等的自动送料。18(5)紧固件插入单元用于测量紧固件长度、插入间隙型紧固件和安装干涉型紧固件。紧固件插入单元的主要组件有用于送料的供料头、带编码器的气缸、插入和安装的驱动器等，通过线性光栅编码器（光刻尺）进行轴向定位，对紧固件