飞机数字化装配技术的发展与应用

杨玺 段崇

摘  要：在飞机制造的过程中，装配技术是其中的主要环节，飞机装配过程就是将大量的飞机零件按图纸、技术条件等进行组合、连接的过程。飞机装配技术发展至今，已经完全实现了自动化柔性装配。而随着计算机网络技术的发展和覆盖，数字化装配在根本上改变了飞机传统的设计与制造方式，使飞机的设计制造水平得到新的提高。基于此，文章对飞机数字化装配技术的具体应用进行了研究，以供参考。

关键词：飞机装配;数字化技术;应用措施

1我国飞机装配技术的特点及现状

飞机的装配技术具有较强的专业性和系统性，其涉及到许多环节，其中，工艺设计、零部件生产以及部件的装配都是其中的关键。

飞机壳体一直以来使用的都是钣金件，采用的结构一般是“软壳”或“半硬壳”式。因钣金件具有刚性小的特点，所以，飞机结构的形状和尺寸要得到保证，必须在装配过程中需采用大量负责的型架等工艺装备。因此，零部件的装配作业和部件对接装配一直是飞机生产中最重要的环节，也是最费时费力的环节。有数据显示，飞机装配成本能占到产品总成本的40%，装配工作量约占全机工作量的一半。

我国飞机的装配存在非常突出的问题。虽然目前我国数字化设计制造技术已经实现局部应用，激光跟踪仪器也得到一定的应用，但结合总体情况分析，我国在飞机装配技术上还是沿用的原苏联在上世纪50、60年代的飞机装配技术，导致在制造过程中产生了不少问题，而这些问题往往留到了最后的装配过程中，使飞机的装配周期和质量得不到有效的保证。

数字化自动钻铆系统，特点是可针对具体的装配对象的特点，其装配工装和钻铆设备不管是在结构上还是功能上看，都是一体化的，且自动化的程度也不断上升，形成大规模的飞机部件数字化自动钻铆装配线。从现代大型民用运输机到军用战斗机，不论是大型组件还是大部件装配在实现和机身的对接装配过程中，都是使用的数字化自动钻铆系统。

2飞机数字化装配主要应用技术

2.1多系统集成控制技术

当前在操作飞机数字化装配的过程中通过控制系统能够发挥出其最大的作用，但是在实际的操作和应用中，有很多环节和关键点并没有实现联合作用，例如在飞机中所采用的工艺数据、计划数据和测量、地理数据等都没有综合应用，导致相互之间的关系彼此独立，这对于全面分析和改进数字化技术不利，因此在对装配过程进行控制和管理中，要通过有效的集成化技术和综合技术实现对各项数据的整合和分析，保证飞机数字化装配技术能够拥有独特的特点，根据飞机各接口标准，保证设备的误差得到进一步控制。

2.2自动化精确制孔技术

飞机在装配过程中，还需要应用自动化精确制孔技术，从而实现机械之间的连接，加固飞机的整体设备。我国现阶段在飞机制孔工作中通常情况下采用的是人工制孔方法，这种制孔方式的精确程度还有待提高。另外，人工制孔方式在实际操作时，需要的装配时间也较长，大大降低了飞机制造和装配的工作效率，影响其他装配工作的进行。因此，通过应用自动化精确制孔技术，可以在很大程度上提高飞机制孔的精度，保证制孔效率。同时，应用自动化精确制孔技术还可以节约成本，保证企业的经济效益。

2.3高效长寿命连接技术

高效长寿命连接技术对于完善飞机结构、提升飞机的抗疲劳能力等方面都有着至关重要的现实意义。具体表现为：第一，通过应用高效长寿命连接技术可以有效提高飞机的耐久性和可靠性，进而增加飞机的使用时间，保证飞机的使用寿命;第二，我国传统的连接技术采用的是铆接以及液压的方式，这种方式虽然连接效果比较好，但是在实际的应用过程中很容易对装配设备造成损害，而高效长寿命连接技术采取的是密封连接的方式，在通常情况下选择的材料是钛合金材料，可以有效避免对装配设备造成损害。同时，通过应用高效长寿命连接技术，还可以结合飞机的实际特点，有针对性地研究相关的长寿命连接单元，最终达到增加飞机使用寿命的效果。

2.4大尺寸精密测量技术

在飞机装配工作中应用大尺寸精密测量技术，可以提高飞机测量工作的精确度，进而对飞机的其他装配工作起到一定的保障作用。因此，大尺寸精密测量技术是我国飞机数字化装配工作中的必要条件和技术基础。同时，在实际的飞机装配工作中，无论是从技术上还是从测量工作本身来讲，都有着很高的工作要求。因此，飞机在装配过程中，必须采取大尺寸精密测量技术来保证测量工作的准确度，然后再结合相关的GPS以及激光跟踪测量方法保证测量效果。由此可见，大尺寸精密测量技术在我国飞机装配工作中还具有很大的应用和发展前景。

3飞机数字化装配技术的实际应用

3.1在技术应用平台的应用

飞机装配技术系统在应用中需要通过技术平台来实现各项操作工作和计划，平台中主要是分为了数据平台层、专业技术层、装配过程层、应用系统层和通用技术层。下面分别进行相应的介绍：第一，数据平台层在飞机装配过程中主要是通过各项技术和系统活动之间的良好关系，将产品的全寿命周期管理以及资源规划作为整个平台的基础，通过知识库以及各种应用数据库来组成数据，这是在数字化技术实现中起到基础作为的环节。第二，专业技术层是对飞机装配中的各种专业技术进行直观的拆分，通过装配设计、工艺以及制造整个活动中。第三，应用系统层在装配的集成环境中，通过技术和工艺等多种技术组成的软硬件系统组成，并在整个装配生产过程中发挥作用。第四，通过技术层则是设计到方方面面的工作内容，从机械电子技术、自动化技术以及数字化技术和现场可视化技术等进行联合应用。

3.2在飞机机翼的装配模拟方面的应用

数字化装配技术还被应用在飞机机翼的装配模拟方面，具体表现为：第一，通过应用数字化装配技术，相关工作人员可以模拟飞机机翼的装配环境，应用数字化技术中的仿真装配技术创造三维数模，进而完善机翼的装配流程。第二，在创设模拟环境之后，工作人员要结合飞机装配的实际要求，调整模拟设计。同时，还需要特别注意的一点是工作人员在模拟飞机机翼的装配环境时，要严格按照相关的模拟要求进行，从而保证模拟效果。第三，在模拟工作完成之后，工作人员就可以根据模拟过程进行实际的飞机机翼装配，有效避免飞机机翼在装配中可能出现的各种问题。

结束语

综上所述，数字化装配技术代表了现代飞机制造的发展方向，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，智能化装配更是适应未来高端武器装备实现多品种、变批量、低成本、高质量、快速研制的必然选择，其研究和应用既是技术的革命，又是观念的革命，更是管理的革命。深入研究并逐步应用数字化装配技术，在提升产品质量和生产效率的同时，更能促进我国航空产品生产的观念性改变及管理体制的变革，攻克我国飞机装配及制造技术中的薄弱环节，实现飞机制造技术水平的重大突破。

参考文献：

[1]梅中义，黄超，范玉青.飞机数字化装配技术发展与展望[J].航空制造技术，2015（18）：32-37.

[2]周园，张莎莎，周旭.大型飞机数字化装配技术初探[J].科技创新导报，2015：96.

[3]陈雪梅，刘顺涛.飞机数字化装配技术发展与应用[J].航空制造技术，2014（Z1）：60-65.

[4]董一巍，李晓琳，赵奇.大型飞机研制中的若干数字化智能裝配技术[J].航空制造技术，2016（Z1）：58～63.

[5]初桂兰.国内飞机数字化装配技术现状研究[J].西安航空学院学报，2016，34（01）：40～43.