飞机数字化装配技术发展与展望

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1、封面文章COVERSTORY飞机数字化装配技术发展与展望DevelopmentandProspectoftheAircraftDigitalAssemblyTechnology北京航空航天大学机械工程及自动化学院  梅中义  黄 超  范玉青飞机装配技术经历了从人工装配、半自动化装配到如今数字化装配的发展过程，已经形成了一整套数字化装配技术体系。其中，柔性装配以及脉动生产线的应用大大提高了飞机的装配质量和效率，智能装配技术更是未来飞机数字化装配发展的趋势。DOI:10.16080/j.issn1671-833x.2015.

2、18.032回顾飞机工业的发展，飞机装配装配技术的重要组成部分，而飞机智技术经历了从人工装配、半自动化装能装配技术已经成为飞机装配技术配到数字化装配的发展历程，随着各发展的新方向，对飞机智能装配技术国经济与技术的进步，数字化装配技的研究将对我国飞机装配水平及航术已经在多个国家的飞机制造领域空企业智能制造水平的全面提升起梅中义北京航空航天大学机械工程及自动广泛应用。到重要的推动作用。化学院副教授，毕业于北京航空航天大飞机数字化装配技术涉及飞机学航空宇航制造工程专业，主要从事飞设计、零部件制造、数字化自动钻铆、飞机数字化装配技

3、术发展回顾机数字化装配与测量技术、飞机数字化数字化互换协调、数字化先进测量在20世纪80年代，由于现代网设计与制造技术等方面的研究与开发工作。与检测和计算机软件等众多先进技络的兴起，加上计算机技术的不断发术和装备，是机械、电子、控制、计算展，美国波音、洛克希德·马丁公司，[1]机等多学科交叉融合的高新技术。还有欧洲的空客公司这些大型飞机由于飞机装配工作的高复杂性和高公司都陆续地对飞机数字化装配技精度，柔性装配已经成为飞机数字化术进行应用，并已取得成功，典型的32航空制造技术·2015年第18期封面文章COVERSTORY产

4、品包括波音787、A380与JSF等。生产成本。随着数字化装配技术发其中洛克希德·马丁公司在进行JSF展，已经形成了一整套飞机数字化装战斗机研究制造之中，将每架飞机的配技术体系。生产周期由之前的15个月缩短到了1 飞机数字化装配关键基础技术5个月，把工装数量从350个降低到飞机数字化装配关键基础技术19个，实现降低成本1/2。采用数字主要包括：化装配技术后，取消了大部分的制孔（1）面向数字化装配的飞机结工具与工装，利用较为先进的龙门钻构设计技术。飞机数字化装配实施削系统，充分利用了激光定位、电机成功的关键在于将数字化装配的

5、具图1波音787客机总装对接数字化仿真驱动的精密制孔，提高了孔的质量，体需求融入到飞机结构设计中，即面[2]最终节省了九成以上的时间。而向数字化装配的飞机结构设计，在结性关键技术，主要针对装配过程中的美国波音787客机的装配连接中，充构设计过程中，需要融入与装配相关定位、制孔、连接、测量、控制等环节，[4]分应用复合材料，根据复合材料的力的关键点。构建相应的试验单元，支持数字化装[4]学性能特点，对其连接技术进行改（2）数字化互换协调技术。数配技术的应用实施，主要包括：善，根据此应用需求以及钻孔需求，字化互换协调方法是一种

6、先进的基（1）数字化定位技术。以数字波音公司与其他公司合作研制了专于数字化产品定义和标准工装定义化为基础的定位技术包括数字测量用的自动化钻孔铆接设备与技术，从的协调互换技术，用于保证生产和工定位技术、特征定位技术、柔性定位而提高波音787的装配质量与速度，装之间、生产工装与产品之间、产品技术等。数字测量定位技术是指针同时也降低了成本。另外，波音787部件和组件之间的尺寸和形状协调对飞机产品的结构特点、定位要求，还在总装过程中采用了iGPS系统，互换。数字化互换协调方法利用数借助数字化测量设备或系统进行飞使多用户、大尺度、高

7、精度的测量成控加工、成形制造出准确的零件外形机零部件的定位；特征定位技术利[3]为了可能。此外波音公司还采用和所有的定位元素。在工装制造时，用数字化定义、数控加工的具有配合了数字化的壁板装配系统，对电磁铆通过数字测量系统（如激光跟踪仪、关系的配合面、装配孔或工艺凸台、接技术与柔性装配工装进行集成，解数字照相测量和室内GPS等设备）工艺孔等设计或工艺特征，实现零件决了大型构件自动化装配面临的困实时监控、测量工装或产品上相关控之间的相互定位，保证装配的一致性难；在波音737、波音757、波音777制点（关键特性）的位置，建立起

8、产和高装配质量；柔性定位技术是指移动装配生产线的基础上，波音787品零部件基准坐标系统，并在此坐标通过采用柔性工装满足不同产品的采用脉动生产线模式，使得整条生产系统中将工装或产品上关键特征点定位需要。随着飞机装配质量越来线具有分工明确细致、工作量单一重的测量数据和3D模型定义数据直越高的要求，数字化定位