浅谈飞行器大型薄壁件制造的柔性工装技术

刘东帅

摘要：飞行器大型薄壁件制造工艺当中，柔性工艺装备系统对于系统的运行和优化，都具有十分重要的意义。本文首先对飞行器大型薄壁件制造的发展现状进行了简单概述，分析了国际社会和国内该领域的发展现状；随后，在此基础上，进一步分析了飞行器大型薄壁件制造柔性工装技术的应用策略。本文旨在为关注这一领域的人士提供一些可行性较高的参考意见，推动行业发展水平全面提升。

关键词：飞行器；大型薄壁件；柔性工装技术

随着我国国民经济的发展以及人民生活水平的提高，社会各界对于航空航天事业的发展，特别是航空机械设备当中飞行器大型薄壁件制造技术的应用方面越来越关注。近几年，作为飞行机体制造的六大关键技术之一的飞行器大型薄壁件制造技术，已经成为了困扰世界飞行器制造公司的难题。如何认清当前国内外飞行器大型薄壁件制造的发展现状，合理地应用柔性工装技术，成为了行业发展的关键要义。

一、飞行器大型薄壁件制造工程发展现状

（一）国外发展现状

飞行器大型薄壁件制造中，新型技术和柔性工艺装备，可以有效地解决飞行器大型薄壁件制造过程中，出现的变形问题。在对该领域问题进行解决的过程中，以美国、德国、法国和日本等国为代表的发达国家，都投入了大量的人力、物力和财力。根据这些国家对外公开发表的文献资料，可以初步地了解到，国外在对飞行器大型薄壁件制造柔性工装技术进行研究和实践过程中，主要采用的是误差预测、变形分析以及切削力模型等方法。其中，最具有代表性的为美国Rohr Industries公司研发的柔性机器人工作单元。该项技术主要被应用到飞行器机身部件的装配环节中。此外，法国Dufieux Industrie公司开发的新型镜像铣系统，在蒙皮类零件的铣切加工中产生了良好的应用效果。[1]

（二）国内发展现状

我国许多单位也在飞行器大型薄壁件制造的柔性工装技术方面进行了深入系统地研究。国内相关领域的单位和专家学者，都投入了大量的资源，进行了深入系统地探索。并且结合国内飞行器大型薄壁件制造发展需求，提出了许多实用的方法。国内的部分高校和专业研究单位，都从实际生产环节出发，对柔性工装技术进行了系统研究。比如，我国吉林大学对板材多点成形的飞行器大型薄壁件制造柔性工装技术进行了研究，设计并开发了多种不同规格的多点成形设备。提出了CAD中计算板材与各冲头接触点的快速算法，提升了装备制造的效率。

二、飞行器大型薄壁件制造柔性工装技术的应用策略

（一）机床工装集成与互动技术

通过前文的分析能够看出，国内外飞行器大型薄壁件制造领域的研究单位和生产部门，都对柔性工装技术的应用提出了各自的理论研究成果和實践探索经验。其中，借助网络科学技术和数字信息技术等，可以实现机床同工装集成的新型加工系统。该项技术在实际的应用中，可以实现机床和工装的互动操作，提升飞行器大型薄壁件制造的经济效益和社会效益。机床工装集成与互动技术应用的典型案例为机床与工装信息交流，实现对刀具运动的轨迹进行校正。在实际的操作中，该项技术主要通过多点柔性工装技术当中的传感器设备，了解到各个工装部件的受热和受力情况，计算机设备可以根据收集到的传感信息，模仿机器人的运动，从而完成对柔性工艺装备的自动化调整，确保各环节的布局结构都可以达到最佳的状态。[2]

（二）智能预测闭环成形技术

作为飞行器大型薄壁件制造当中的一项重要问题，在实际的生产和制造环节中，回弹问题始终影响装备制造的质量和效率。对此，我国飞行器大型薄壁件制造单位的技术团队，提出了基于智能化预测的闭环成形技术。该项技术在实际的应用和发展环节中，可以有效地解决该项问题。比如，我国某地区的飞行器大型薄壁件制造单位，在实际应用柔性工装技术的过程中，利用了该项技术，结合数学模型和人工智能相互结合的生产方法，对设备制造环节中的回弹量进行了科学地预测和判断，并且根据预测得出的信息，对成形的过程进行闭环精准控制。通过此种方式，可以充分地抑制回弹的影响，提升成形的精度，确保各项制造活动质量都可以达到生产需求。

（三）全数字的自动化柔性装配技术

除了上述两种方法以外，在对飞行器大型薄壁件制造的过程中，柔性工装技术的应用还体现在全数字自动化柔性装配技术的应用方面。作为飞行器生产制造当中最为薄弱的环节，飞行器大型薄壁件制造和装配中，国内大部分生产单位仍旧应用了人工装配的模式。此种生产方式不仅效率低下，而且质量不稳。生产一线的工人在较长时间段内承受着较大的工作压力，不利于行业长期稳定向前发展。对此，我国某地区的飞行器大型薄壁件制造柔性工装技术研究部门，提出了将现代化的数字技术同柔性装配技术相互结合，提出了数字化柔性自动装配技术，为行业的发展开辟了新的发展路径。以此为基础，搭配柔性物流技术，还可以有效规避飞行器大型薄壁件制造中，大型薄壁部件变形问题。基于机器人的柔性自动装配系统，不仅可以在原有的基础上，进一步提升飞行器大型薄壁件制造的柔性化和自动化水平，而且更为重要的是，数字化技术的应用，还可以充分地确保生产环节的装配施工建设质量，提高飞行器大型薄壁件制造的经济效益与社会效益，推动行业整体向前发展。

三、总结

综上所述，飞行器大型薄壁件制造中，柔性工艺装备系统的管理和控制运行模式生成，成为了行业发展的关键技术。在现代化建设管理工作当中，相关领域工作人员需要充分且合理地分析出飞行器大型薄壁件制造的发展现状，预判飞行器大型薄壁件制造的未来发展形势。并以此为基础，综合运用机床工装集成和互动技术、智能预测闭环成形技术和全数字自动化柔性装配技术等，提高行业发展水平。

参考文献：

[1]郑维珍，师智斌，李红卫.高速飞行器薄壁异形零件加工余量的数字化分析与优化[J].计算机集成制造系统，2016，22（06）：14561464.

[2]陆俊百，周凯，张伯鹏.飞行器薄壁件柔性工装定位/支承阵列优化自生成研究[J].中国机械工程，2010，21（19）：23692374+2378.