自動(dòng)制孔技術(shù)在某飛機(jī)裝配中的應(yīng)用研究*

李海偉，潘 新，張 輝，杜 杰，李德毅

（航空工業(yè)沈陽(yáng)飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司，沈陽(yáng) 110034）

隨著航空產(chǎn)品更新?lián)Q代加速和對(duì)性能要求不斷提升，飛機(jī)制造業(yè)對(duì)飛機(jī)裝配技術(shù)提出了高質(zhì)量、高效率、低成本的生產(chǎn)要求。在航空產(chǎn)品的制造、裝配過程中，機(jī)械連接是目前應(yīng)用最廣泛的連接方式[1-2]。制孔質(zhì)量的好壞則直接影響產(chǎn)品機(jī)械連接性能與服役壽命。自動(dòng)制孔技術(shù)是工藝機(jī)械化、自動(dòng)化的需要，也是飛機(jī)自身性能提升的需要。近年來，國(guó)內(nèi)飛機(jī)制造生產(chǎn)線大量引入自動(dòng)化技術(shù)，尤其是機(jī)器人自動(dòng)制孔技術(shù)憑借數(shù)字化和柔性化的優(yōu)勢(shì)迅速發(fā)展[3-4]。

為了解決傳統(tǒng)制孔工藝方法效率和精度相對(duì)較低的問題，提高自動(dòng)化水平，在某型號(hào)飛機(jī)裝配過程中引入了自動(dòng)制孔設(shè)備，該設(shè)備在應(yīng)用過程中除了需要確定壓緊力、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度等加工參數(shù)外，還遇到了產(chǎn)品制孔過程中變形，產(chǎn)品孔位信息導(dǎo)入繁瑣等應(yīng)用問題，本文對(duì)上述問題進(jìn)行了分析、解決。

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

1.1 手工制孔面臨問題

某飛機(jī)型號(hào)尾翼壁板采用復(fù)合材料，肋骨采用鋁合金的結(jié)構(gòu)形式，壁板長(zhǎng)約8m，寬約2.5m，單面壁板制孔量高達(dá)4000 個(gè)以上，手工制孔工作量極大，效率極低。操作人員依據(jù)傳統(tǒng)工序要進(jìn)行“骨架畫線—骨架制初孔—壁板和骨架預(yù)安裝—透孔—擴(kuò)孔—锪窩”一系列操作，操作過程中涉及多次鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、锪窩工步，受操作人員技能水平限制較大，在人工制孔過程中主要面臨以下6 個(gè)問題。

（1）孔徑精度方面，根據(jù)產(chǎn)品研制要求，部分緊固件孔孔徑精度高達(dá)H7，給手工制孔帶來較大挑戰(zhàn)。

（2）孔徑垂直度方面，受產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式所限，其疊層較多，構(gòu)件厚度較大，最大厚度達(dá)61mm，在制孔過程中很難保證制件表面垂直度小于0.5°的要求。

（3）孔徑粗糙度方面，由于疊層構(gòu)件制孔時(shí)產(chǎn)生切削溫度較高，導(dǎo)致刀具橫刃和切削熱局部熔化和黏結(jié)，形成微小的附著顆粒，在制孔時(shí)容易劃傷孔壁，而人工制孔受條件所限，不能及時(shí)冷卻刀具，導(dǎo)致孔徑粗糙度難以達(dá)到要求。

（4）锪窩深度方面，根據(jù)產(chǎn)品研制要求，翼面類沉頭螺栓頭凹凸量基本公差為0 ～ 0.12mm。因手工锪窩主要依賴锪窩鉆套的調(diào)節(jié)及锪窩鉆套鎖緊程度，所以給手工锪窩的質(zhì)量穩(wěn)定性帶來較大影響。

（5）損傷缺陷方面，根據(jù)產(chǎn)品研制要求，在孔的出口端，對(duì)分層和劈裂引起的孔邊損傷范圍有嚴(yán)格的要求，一般損傷范圍深度小于0.25mm，寬度小于0.3mm，且不超過锪窩周長(zhǎng)的1/4 區(qū)域。操作人員在復(fù)材制件制孔過程中，在刀具將要穿透制件時(shí)，會(huì)受慣性影響，無法保證進(jìn)給量恒速，瞬間增大的進(jìn)給量會(huì)導(dǎo)致復(fù)材制件出口端出現(xiàn)撕裂、毛邊等損傷，產(chǎn)生泛白區(qū)。

（6）刀具損耗方面，某型號(hào)主要由復(fù)合材料、鈦合金和鋁合金構(gòu)件組成。由于鈦合金和復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)低，很容易使橫刃過熱熔化或者黏結(jié)，導(dǎo)致橫刃磨損；鈦在高溫狀態(tài)下容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致切削表面生成硬化層，加速切削刃的磨損[5]。相比較于自動(dòng)制孔的鉆锪一體刀具，傳統(tǒng)制孔過程涉及較多鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、锪窩鉆等工具，增加了生產(chǎn)成本。

另一方面，傳統(tǒng)的裝配流程還要反復(fù)安裝、拆卸壁板，而尾翼復(fù)材壁板尺寸大，反復(fù)拆裝、定位極不方便，增加了工人的工作量和安全隱患，大幅降低了生產(chǎn)效率；同時(shí)，復(fù)材構(gòu)件制孔過程中會(huì)產(chǎn)生碳纖維粉塵，嚴(yán)重危害操作者的健康，帶來健康隱患[6]。

鑒于上述原因，在某型號(hào)尾翼裝配過程中引入自動(dòng)制孔設(shè)備可以有效提升制孔質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。

1.2 自動(dòng)制孔設(shè)備

某型號(hào)應(yīng)用的自動(dòng)制孔設(shè)備采用五坐標(biāo)立柱形式，由支撐移動(dòng)定位平臺(tái)和多功能末端執(zhí)行器組成，如圖1所示。末端執(zhí)行器功能包括被加工對(duì)象基準(zhǔn)孔的照相定位、產(chǎn)品壓緊、產(chǎn)品表面法向測(cè)量、包括锪窩在內(nèi)的制孔及過程中吸塵。該自動(dòng)制孔系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)包括可以修正補(bǔ)償?shù)囊曈X定位技術(shù)、自動(dòng)尋法技術(shù)、锪窩深度的精確控制技術(shù)、數(shù)字化分析仿真技術(shù)等。

圖1 自動(dòng)制孔設(shè)備Fig.1 Automatic drilling equipment

1.3 自動(dòng)制孔設(shè)備應(yīng)用中遇到的問題

在自動(dòng)制孔設(shè)備正式投入生產(chǎn)之前需要解決如下工藝性問題。

（1）通過工藝試驗(yàn)確定合理的壁板壓緊的最佳形式及壓緊力；

（2）通過工藝試驗(yàn)確定合理的主軸轉(zhuǎn)速及進(jìn)給速度；

（3）某型號(hào)尾翼肋骨較長(zhǎng)（約2.5m），剛性不足，制孔過程易顫動(dòng)，需要設(shè)計(jì)制造肋骨定位工裝；

（4）制孔效率低?，F(xiàn)有的自動(dòng)制孔設(shè)備制1 個(gè)孔用時(shí)約54s，效率較低，且系統(tǒng)內(nèi)的點(diǎn)位信息維護(hù)及更新需大量的人工提取、導(dǎo)入工作，因此需要在現(xiàn)有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上二次研發(fā)以提高制孔和數(shù)據(jù)維護(hù)效率。

2 應(yīng)用過程中工藝性問題解決

2.1 壓緊力的確定

裝配過程中要求零件之間貼合面盡量減少毛刺和切削。相比較于人工制孔可以將制孔零件拆除后進(jìn)行去毛刺，自動(dòng)制孔技術(shù)的應(yīng)用則只能通過壓緊形式和壓緊力控制毛刺的產(chǎn)生。

某型號(hào)尾翼部分結(jié)構(gòu)壁板采用復(fù)合材料，肋骨采用鋁合金的結(jié)構(gòu)形式，由于壁板尺寸大、曲率大，容易變形，加之加工誤差和定位誤差影響，在兩個(gè)工件之間容易產(chǎn)生間隙，為貼合面毛刺產(chǎn)生提供了空間。因此，為避免毛刺，在末端執(zhí)行器增加了壓緊裝置，通過對(duì)孔邊區(qū)域施加壓力來盡量減少貼合間隙，避免出現(xiàn)過大毛刺[7]。為了獲得合適的壓緊力以減少毛刺的同時(shí)減少壓緊力對(duì)結(jié)構(gòu)撓度的影響。本研究開展了工藝試驗(yàn)分析，分析了壓緊力分別為150N、300N、500N、700N、900N 和1000N 情況下工件之間間隙和毛刺的變化。試驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著壓緊力變大，工件之間結(jié)構(gòu)間隙逐漸減小至0～0.015mm，隨著壓緊力繼續(xù)變大，會(huì)使下層工件產(chǎn)生撓曲變形，進(jìn)而導(dǎo)致工件間隙增加。通過分析，確定了在該結(jié)構(gòu)形式下，自動(dòng)制孔系統(tǒng)壓緊力為700～900N 時(shí)可以很好地控制毛刺產(chǎn)生。

2.2 主軸轉(zhuǎn)速及進(jìn)給速度的確定

制孔質(zhì)量的一項(xiàng)重要評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)就是孔壁質(zhì)量和毛刺高度，其主要影響加工參數(shù)即為主軸轉(zhuǎn)速及刀具進(jìn)給速度。本研究選取了和某型飛機(jī)疊層形式相同的碳纖維復(fù)合材料/鋁合金板（CFRP/Al）疊層材料作為試驗(yàn)件，碳纖維復(fù)合材料位于刀具進(jìn)口端，鋁合金板位于刀具出口端。試驗(yàn)分別設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速為5000r/min、6000r/min、7000r/min、8000r/min 和10000r/min，進(jìn)給量為0.06mm/r、0.08mm/r、0.10mm/r、0.12mm/r 和0.14mm/r 時(shí)對(duì)試驗(yàn)件進(jìn)行制孔。

通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和分析，得出合理的壓緊力和鋁合金板的支撐作用使得復(fù)合材料板出口端沒有出現(xiàn)明顯的毛刺，因此以鋁合金板的出口端毛刺高度作為制孔質(zhì)量評(píng)價(jià)因素之一；和鋁合金相比，復(fù)合材料層間強(qiáng)度低、熱傳導(dǎo)系數(shù)低，容易分層、劃傷、燒傷，因此以復(fù)合材料的孔壁質(zhì)量作為制孔質(zhì)量評(píng)價(jià)因素之一。篩選后的制孔質(zhì)量結(jié)果如表1所示。

通過對(duì)表1 數(shù)據(jù)分析可知，轉(zhuǎn)速不變，隨著進(jìn)給量的加大，復(fù)合材料孔壁劃傷長(zhǎng)度增加，孔壁質(zhì)量下降嚴(yán)重，主要原因?yàn)楣潭〞r(shí)間內(nèi)切除材料量較大，冷卻不及時(shí)，導(dǎo)致熱量累積效應(yīng)。同時(shí)，隨著進(jìn)給量加大，鋁合金出口端毛刺高度增大，主要原因是進(jìn)給量的增加導(dǎo)致鉆削軸向力增加，進(jìn)而導(dǎo)致了毛刺的產(chǎn)生。

表1 不同加工參數(shù)下制孔質(zhì)量結(jié)果統(tǒng)計(jì)Table 1 Statistics of hole making quality results under different processing parameters

在另一組試驗(yàn)中，進(jìn)給量不變，隨著轉(zhuǎn)速的加大，鋁合金毛刺高度減小，主要原因?yàn)榍邢魉俣仍酱?，?yīng)變率越大，切除材料更容易從材料根部去除，進(jìn)而使毛刺高度更小。同時(shí)，復(fù)合材料孔壁質(zhì)量在轉(zhuǎn)速低于7000r/min 時(shí)，隨著轉(zhuǎn)速的增加，表面質(zhì)量有微弱提升趨勢(shì)；當(dāng)轉(zhuǎn)速高于7000r/min 時(shí)，隨著轉(zhuǎn)速的繼續(xù)增加，表面質(zhì)量下降嚴(yán)重，主要原因是轉(zhuǎn)速的加大加劇了刀具和材料之間的摩擦，加之復(fù)合材料導(dǎo)熱性較差，切削熱加速了樹脂基的軟化，導(dǎo)致纖維層分裂，劃傷長(zhǎng)度增加。

通過制孔毛刺高度、孔壁劃傷長(zhǎng)度等方面綜合分析，結(jié)合工程實(shí)際加工效率方面的綜合分析，得出本自動(dòng)制孔系統(tǒng)的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的最佳參數(shù)分別為7000r/min 和0.10mm/r。

2.3 骨架肋骨剛性不足問題的解決

由于尾翼骨架——肋骨采用鋁合金一體機(jī)加成型，尺寸約2500mm×900mm×25mm，如此薄板式肋骨僅通過兩側(cè)壁板及前后端梁進(jìn)行預(yù)定位，在制孔過程中很容易出現(xiàn)扭曲變形，容易造成制孔位置偏差。經(jīng)研究，設(shè)計(jì)制造了骨架支撐工裝。工裝兩端設(shè)有固定肋骨端面的定位器，定位器可沿主軸移動(dòng)、定位，用以增加骨架剛性，有效避免了制孔過程中肋骨顫動(dòng)、變形問題，工裝固定形式如圖2所示。

圖2 肋骨固定示意圖Fig.2 Schematic diagram of rib fixation

2.4 “數(shù)字化加工程序處理軟件”的開發(fā)

在自動(dòng)制孔設(shè)備的前期試用階段，發(fā)現(xiàn)在孔位數(shù)據(jù)維護(hù)和制孔效率方面還存在如下問題。

（1）在自動(dòng)制孔前需要將數(shù)模中的孔位坐標(biāo)信息導(dǎo)入到制孔系統(tǒng)中。每個(gè)孔位坐標(biāo)信息包括飛機(jī)坐標(biāo)系下肋骨孔位圓心的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)、蒙皮孔位圓心的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)以及穿過肋骨孔位圓心與蒙皮表面垂直的法線數(shù)據(jù)，如表2所示。

表2 單孔數(shù)據(jù)信息Table 2 Single hole data information

單孔需要如此多的數(shù)據(jù)信息主要原因在于既要保證實(shí)際肋骨孔邊要求，又要保證法向要求。根據(jù)生產(chǎn)安全的需要，真正加工制孔前，還需要一個(gè)驗(yàn)證制孔點(diǎn)位是否正確的步驟，這個(gè)步驟是用彈性同軸筆代替鉆孔刀具，在肋骨上進(jìn)行 “畫孔”。彈性同軸筆會(huì)在肋骨的鉆孔位置留下均勻的圓點(diǎn)。根據(jù)圓點(diǎn)來人工確定預(yù)制孔位置是否符合邊距的要求。此步驟是在肋骨安裝完，但壁板沒有連接的工序完成，所以要獲得肋骨的孔位加工信息（LxLyLzAxAyAz）。預(yù)制孔驗(yàn)證完畢后，進(jìn)入到真正制孔階段，此階段要應(yīng)用壁板的制孔位置信息（PxPyPzAxAyAz）。

上述孔位信息需要工藝人員在三維數(shù)模中測(cè)量得到點(diǎn)位坐標(biāo)信息，然后輸入到EXCEL 表格中，再將表格文件通過光盤形式導(dǎo)入到制孔系統(tǒng)中，在制孔系統(tǒng)中另存為CSV 文件，以供工控機(jī)WINCC 使用。整個(gè)孔位信息涉及大量人工工作，且極易出錯(cuò)，出錯(cuò)后不易排查，給后續(xù)制孔過程帶來很大影響。

（2）自動(dòng)制孔設(shè)備在批產(chǎn)應(yīng)用中主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量分別采用7000r/min 和0.10mm/r，但平均制一個(gè)孔卻需要54s 左右。經(jīng)分析造成制孔效率不高的原因主要是產(chǎn)品實(shí)際裝配位置與輸入到系統(tǒng)中的模型理論位置不符，當(dāng)肋骨從理論位置偏移到實(shí)際位置時(shí)，法線也會(huì)跟著偏移。這就會(huì)造成偏移后的法線不能與壁板垂直。在現(xiàn)場(chǎng)的表現(xiàn)就是每次制孔都會(huì)重新對(duì)孔位進(jìn)行激光尋法，末端執(zhí)行器在自動(dòng)尋法的過程中，每制一個(gè)孔前都需要采用視覺拍照系統(tǒng)進(jìn)行法向校正，耗費(fèi)了大量時(shí)間。

針對(duì)此問題開發(fā)了“數(shù)字化加工程序處理軟件”。此軟件優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

一方面，可將三維數(shù)模中的點(diǎn)位信息自動(dòng)提取為G代碼，并可直接應(yīng)用于自動(dòng)制孔設(shè)備的WINCC 系統(tǒng)，避免了人工處理大量數(shù)據(jù)的工序，同時(shí)，軟件自動(dòng)生成的孔位數(shù)據(jù)驗(yàn)證碼（J）可再次核對(duì)制孔信息是否正確?？孜或?yàn)證碼是對(duì)肋骨孔位信息、壁板孔位信息和法向孔位信息進(jìn)行計(jì)算、對(duì)比，當(dāng)其中數(shù)據(jù)有變化時(shí)，孔位數(shù)據(jù)驗(yàn)證碼也會(huì)變化，此時(shí)軟件提示錯(cuò)誤，拒絕制孔。此數(shù)據(jù)是在工藝人員用軟件提取正確孔位坐標(biāo)信息后自動(dòng)生成的，有效防止操作人員誤操作導(dǎo)致的孔位數(shù)據(jù)錯(cuò)誤問題。

另一方面，數(shù)字化加工程序處理軟件借用自動(dòng)制孔系統(tǒng)原有的視覺拍照系統(tǒng)對(duì)裝配壁板后的產(chǎn)品進(jìn)行掃描、加載，批量處理尋找法矢工作，通過對(duì)產(chǎn)品模型的加載自動(dòng)補(bǔ)償每個(gè)肋骨的裝配偏差，使得裝配零件與模型在空間的位置關(guān)系一致。具體實(shí)現(xiàn)過程包括：

（1）雙目的組成與實(shí)現(xiàn)。

a.安裝位置：雙相機(jī)對(duì)稱安裝于設(shè)備制孔軸線，鏡頭光心間距離為380mm；

b.視野范圍：鏡頭視野范圍為（90×90）mm，雙相機(jī)圖像重合率為90%；

c.相機(jī)模型建立：根據(jù)標(biāo)定圖片，對(duì)每個(gè)相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，得到準(zhǔn)確的相機(jī)數(shù)學(xué)模型；

d.雙相機(jī)測(cè)量：根據(jù)雙相機(jī)對(duì)同一個(gè)點(diǎn)的拍攝，求取雙相機(jī)的視差值，結(jié)合標(biāo)定得到的相機(jī)數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出該點(diǎn)在相機(jī)坐標(biāo)系下的（X，Y，Z）坐標(biāo)。

（2）工件坐標(biāo)系的擬合。

a.采樣點(diǎn)：通過雙目對(duì)多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行拍照采樣，求取出它的（X，Y，Z）值；

b.擬合坐標(biāo)系：根據(jù)采樣點(diǎn)和采樣點(diǎn)的理論坐標(biāo)值進(jìn)行坐標(biāo)系變換矩陣的擬合，最終求取機(jī)床與坐標(biāo)系的變換矩陣；

c.根據(jù)變換矩陣重新對(duì)已有零件進(jìn)行定位，定位后裝配誤差被消除；

d.提取重新定位后的點(diǎn)坐標(biāo)，并用于機(jī)床加工。

（3）多肋骨的補(bǔ)償。

a.每個(gè)肋骨經(jīng)過上述（1）和（2）過程，擬合一個(gè)工件坐標(biāo)系；

b.把工件坐標(biāo)系記錄到G 代碼的變量表中；

c.加工時(shí)，通過肋骨編號(hào)查詢對(duì)應(yīng)的工件坐標(biāo)系，并經(jīng)過變換，把理論點(diǎn)變換到實(shí)際的工件坐標(biāo)系下，實(shí)現(xiàn)對(duì)本肋骨加工點(diǎn)的補(bǔ)償。

經(jīng)應(yīng)用驗(yàn)證，已將制孔速度由每個(gè)54s 縮短至30s。如圖3所示，把引入“數(shù)字化加工程序處理軟件”前后的制孔流程進(jìn)行了對(duì)比，通過對(duì)比可看出，“數(shù)字化加工程序處理軟件”在孔位信息的導(dǎo)入和自動(dòng)尋法過程中有效提高了制孔效率，保證了制孔質(zhì)量。

圖3 工作流程對(duì)比圖Fig.3 Workflow comparison chart

3 優(yōu)化后的自動(dòng)制孔系統(tǒng)工藝流程

經(jīng)過對(duì)自動(dòng)制孔系統(tǒng)的試運(yùn)行及系列試驗(yàn)，自動(dòng)制孔系統(tǒng)現(xiàn)已經(jīng)成熟的應(yīng)用于某型號(hào)尾翼的裝配過程中。其主要工藝流程梳理如下：

（1）導(dǎo)入制孔信息。將三維模型中的產(chǎn)品連接釘位空間信息（包括釘位的三維坐標(biāo)及垂直零件外表面的法向量參數(shù)）導(dǎo)入自動(dòng)制孔系統(tǒng)中。

（2）調(diào)整刀具。將刀具、刀柄放在對(duì)刀儀上，在對(duì)刀儀上進(jìn)行激光檢測(cè)，測(cè)量刀尖長(zhǎng)度、刀具總長(zhǎng)度等參數(shù)。并在設(shè)備上填寫刀具信息表，其中刀尖長(zhǎng)度、刀具總長(zhǎng)度為實(shí)測(cè)值，锪窩深度等為理論值。如圖4所示，為刀具信息輸入界面。

圖4 刀具信息輸入界面Fig.4 Tool information input interface

（3）校準(zhǔn)。兩次拍攝試片臺(tái)上的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)，若結(jié)果偏差小于0.1mm，則可以正常進(jìn)行試鉆。

（4）試鉆。試鉆過程中需要檢查：锪窩深度、孔徑及孔精度、壓力傳感器是否正常工作、切削過程中切屑是否正常，對(duì)不符合要求的參數(shù)進(jìn)行修正。圖5 為試鉆過程。現(xiàn)在自動(dòng)制孔設(shè)備參數(shù)設(shè)置為：壓力700N、轉(zhuǎn)速7000～7200r/min、切削量0.08～0.12mm/r。

圖5 末端執(zhí)行器在試刀件上試鉆Fig.5 End effector testing on test piece

（5）人工畫基準(zhǔn)點(diǎn)。依據(jù)數(shù)模中每個(gè)肋骨的連接定義，在肋緣條的外表面（即肋與壁板的貼合面）上畫出自動(dòng)制孔用的基準(zhǔn)點(diǎn)，如圖6所示。

圖6 肋骨基準(zhǔn)點(diǎn)示意圖Fig.6 Schematic diagram of rib datum

（6）拍照、校準(zhǔn)。運(yùn)行自動(dòng)制孔設(shè)備，使用設(shè)備上的雙相機(jī)拍攝每根肋骨上畫出的基準(zhǔn)點(diǎn)。將拍照后的基準(zhǔn)點(diǎn)與理論基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)實(shí)際拍照結(jié)果對(duì)坐標(biāo)系進(jìn)行轉(zhuǎn)化得到實(shí)際裝配坐標(biāo)系。圖7所示為雙目相機(jī)對(duì)人工畫線位置進(jìn)行測(cè)量和補(bǔ)償。

圖7 雙目相機(jī)拍照顯示屏Fig.7 Binocular camera photo display

（7）打點(diǎn)。在自動(dòng)制孔設(shè)備上安裝彈性同軸筆，并根據(jù)自動(dòng)制孔點(diǎn)位信息運(yùn)行自動(dòng)制孔設(shè)備，在肋緣條的外表面點(diǎn)出點(diǎn)位，并觀察畫出的點(diǎn)位是否滿足設(shè)計(jì)要求。

（8）制基準(zhǔn)孔。人工將肋上畫出的基準(zhǔn)點(diǎn)制初孔。

（9）安裝壁板。在自動(dòng)制孔設(shè)備撤出工作區(qū)域的時(shí)候，借用裝配型架將壁板定位、安裝在骨架上。

（10）將肋上制出的基準(zhǔn)孔自肋內(nèi)表面向壁板進(jìn)行透孔至終孔，并使用螺栓連接。

（11）自動(dòng)制孔。選擇釘位進(jìn)行自動(dòng)制孔。自動(dòng)制孔設(shè)備具有激光尋法功能，當(dāng)鉆頭與零件表面垂直度超過允許值時(shí)，設(shè)備會(huì)自動(dòng)報(bào)警，需要人工對(duì)此處點(diǎn)位的向量信息進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚D8 為設(shè)備在產(chǎn)品上進(jìn)行自動(dòng)制孔過程。

圖8 在產(chǎn)品上自動(dòng)制孔Fig.8 Automatic drilling on product

（12）檢驗(yàn)。每鉆孔50 個(gè)左右需進(jìn)行一次檢查，驗(yàn)證刀具是否可以正常使用。若存在問題，則需更換新的刀具。

4 結(jié)論

本文介紹了自動(dòng)制孔設(shè)備在飛機(jī)部件裝配過程中的應(yīng)用情況，對(duì)應(yīng)用過程中壁板壓緊的最佳形式及壓緊力、制孔主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度等加工參數(shù)進(jìn)行了分析、確定。針對(duì)某型號(hào)飛機(jī)翼面類部件的加工特點(diǎn)，設(shè)計(jì)、制造了專用工裝，解決了自動(dòng)制孔過程中零件剛性不足問題。在孔位數(shù)據(jù)維護(hù)和制孔效率方面，對(duì)自動(dòng)制孔系統(tǒng)進(jìn)行了二次開發(fā)，提升了數(shù)據(jù)維護(hù)自動(dòng)化程度，同時(shí)提高了制孔效率。最后介紹了優(yōu)化后的自動(dòng)制孔工藝流程。