飛機裝配快速定位技術(shù)之我見

石磊 沈陽飛機工業(yè)（集團）有限公司

近些年來，航空制造業(yè)競爭愈發(fā)激烈，有關(guān)的航空企業(yè)想要在市場競爭中取得優(yōu)勢，就應(yīng)嚴格控制飛機的承載，最大程度地實現(xiàn)短期內(nèi)的交換。這就要求企業(yè)適當?shù)剡\用現(xiàn)代化的技術(shù)手段和設(shè)備進行生產(chǎn)，最大程度地提高產(chǎn)品的質(zhì)量，保證制造產(chǎn)品的工期，按時進行交貨。

一、飛機裝配技術(shù)

飛機裝配一般是指按產(chǎn)品技術(shù)要求和標準將各零件或組合件進行準確定位，并借助規(guī)定的連接方法來進行組裝的過程。在飛機制造環(huán)節(jié)，飛機裝配發(fā)揮著不可替代的作用，其既可以保證零件與零件、工裝與工裝、零件與工裝之間的協(xié)調(diào)，而且還可以確保飛機的裝配準確度。

裝配技術(shù)在具體應(yīng)用過程中常見問題如下：首先，模擬量傳遞環(huán)節(jié)仍然存在著問題。在實際進行操作時，可能在各個環(huán)節(jié)存在較大的誤差，導(dǎo)致型架制造的精度偏低，進而影響生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。其次，剛性裝配的適用范圍較小。傳統(tǒng)的剛性裝配只適用于一些特定的飛機型號，在不同的飛機型號中并不能夠廣泛地運用。如果飛機的外形或者結(jié)構(gòu)上發(fā)生了變化，就需要再生產(chǎn)特定的樣板和樣件等，存在較高的生產(chǎn)難度，進而提高了生產(chǎn)的實際成本和周期。最后，劃線法定位的精確度較低，并不能夠滿足現(xiàn)階段飛機裝配對精度的需求。

二、數(shù)字化裝配定位技術(shù)

（一）數(shù)學(xué)化裝配定位方案

在飛機裝配中適當?shù)剡\用數(shù)字化的裝配技術(shù)能夠提高飛機零件定位的精確度。通常情況下，產(chǎn)品一般都是由若干個部件組成，并按照相關(guān)規(guī)范和標準來把若干個零件拼接在一起形成產(chǎn)品的過程，即所謂的裝配。裝配定位方案涉及裝配、檢驗和試驗、調(diào)整、涂裝、包裝等。通過對飛機結(jié)構(gòu)進行劃分，保證劃分出來的裝配件具有一定的工藝剛度，既要滿足飛機設(shè)計中構(gòu)造和使用上的相關(guān)要求，還應(yīng)同時滿足在生產(chǎn)工藝上的一些要求。裝配工藝規(guī)程一般是指規(guī)定部件或產(chǎn)品裝配工藝操作過程的一類工藝性文件，是指導(dǎo)裝配工作、制訂裝配計劃、處理裝配工作問題的參考依據(jù)，其不僅可以確保裝配工作的順利進行，并使裝配生產(chǎn)效率得到提升，而且還可以減輕工人勞動強度和降低成本。數(shù)字化裝配技術(shù)其實就是綜合了光學(xué)檢測技術(shù)以及誤差補償技術(shù)等，在實際過程中先應(yīng)用數(shù)字量來完成信息的整個傳遞過程，之后通過應(yīng)用數(shù)字化定位技術(shù)，最大程度地提高飛機零件定位的精確度。

（二）系統(tǒng)集成控制

所謂系統(tǒng)集成，就是在縱向持續(xù)深化、橫向不斷整合的基礎(chǔ)上，為客戶在產(chǎn)品級上提供個技術(shù)標準匹配、技術(shù)接口完整、技術(shù)裝備合理、工程造價經(jīng)濟的解決方案，所形成的系統(tǒng)應(yīng)是先進的、開放的、資源共享的。在數(shù)字化的裝配系統(tǒng)中，可以利用遠程數(shù)據(jù)庫來獲取定位系統(tǒng)控制平臺的相關(guān)信息，并針對這些信息進行一些必要的研究和分析，最終利用定位驅(qū)動設(shè)備，來準確地實現(xiàn)對不同零件的定位。

三、在零件裝配和對接中先進裝配技術(shù)的應(yīng)用

（一）機翼翼梁的裝配定位

通常情況下，在機翼中，機翼主梁是主要承力零件，通過主梁可以使機翼上的載荷傳至機身，常見的負荷有：機動飛行時產(chǎn)生的慣性力、飛行時的空氣動力、著陸時起落架的沖擊力等。上述負荷都有可能導(dǎo)致主梁承受剪切和彎曲變形，同時因為機翼振動產(chǎn)生交變應(yīng)力從而導(dǎo)致主梁出現(xiàn)疲勞。在柔性裝配工藝中，行列式高速柱陣具有一定的特色，在新型的飛機上柔性機翼壁板裝配工裝應(yīng)用較為廣泛，如A380 在實際運用這種裝配工藝后效果良好，而在波音飛機上柔性翼梁裝配工裝得到廣泛應(yīng)用。如波音737、波音777 等飛機的翼梁就是運用這種裝配的方式，實際也達到了很好的效果。

（二）高協(xié)調(diào)要求的骨架零件定位

對于骨架零件定位的協(xié)調(diào)性具有較高的要求時，可以選擇使用POGO 柱或并聯(lián)式柔性柱。柔性裝配工具與傳統(tǒng)的裝配工具不同，在進行定位時，柔性裝配工具能夠?qū)崿F(xiàn)更高的精確度，適用性也較為廣泛，能夠運用在不同類型的產(chǎn)品中，除此之外，柔性裝配工具能夠降低使用專用工裝的數(shù)量，進而達到節(jié)約生產(chǎn)成本的目的。

（三）在部件對接中定位技術(shù)的應(yīng)用

在進行部件對接過程中，定位技術(shù)的應(yīng)用主要表現(xiàn)在下述兩個方面：（1）柔性定位技術(shù)。以往的飛機對接主要是采用大型部件，為了提高其定位的精準性，一般要消耗大量的時間和成本，而且每一個對接平臺只能在特定的飛機外形中應(yīng)用。自動化控制平臺主要是借助計算機來實現(xiàn)對千斤頂?shù)淖詣踊刂?，其?yōu)勢為：實現(xiàn)高效自動化對接、縮短準備周期、提高機體裝配質(zhì)量、以滿足不同機型對接需求、降低專用工裝費用；（2）數(shù)字化定位技術(shù)。在對接飛機部件過程中，借助激光跟蹤儀等設(shè)備可以準確測量飛機部件上的控制點、交點孔等內(nèi)容，這樣可以確保飛機部件的準確對接，其優(yōu)勢表現(xiàn)為：結(jié)構(gòu)簡單、定位速度快、精準度高。

四、國內(nèi)飛機裝配技術(shù)的發(fā)展意見

在飛機裝配上應(yīng)達到相關(guān)的標準，增強飛機的使用壽命，最大程度地確保飛機生產(chǎn)的質(zhì)量，從而實現(xiàn)飛機的經(jīng)濟效益。在國外的飛機上大都選擇了自動化裝配技術(shù)，在國內(nèi)，也應(yīng)參考國外的相關(guān)技術(shù)和應(yīng)用情況，來對國內(nèi)的飛機實施自動化的裝配。相關(guān)企業(yè)應(yīng)結(jié)合國外先進的技術(shù)，積極研發(fā)國內(nèi)技術(shù)，盡可能地實現(xiàn)柔性裝配工裝，以確保其在飛機生產(chǎn)階段可以發(fā)揮出最大的作用，使飛機柔性裝配系統(tǒng)更好的滿足航空工程發(fā)展需求。

五、小結(jié)

綜上所述，近些年來國內(nèi)飛機裝配技術(shù)已經(jīng)取得了較大的進步，但是與國外相比仍然存在一定的差距。有關(guān)航空企業(yè)應(yīng)增強對數(shù)字化裝配技術(shù)的分析和探究，努力提高在飛機裝配中數(shù)字化裝配定位技術(shù)的應(yīng)用效果，以滿足航空工程的各項需求，從而提高飛機生產(chǎn)的質(zhì)量，進一步推動我國飛機裝配技術(shù)的發(fā)展。