飛機(jī)大部件自動對接裝配技術(shù)（二）

1、    飛機(jī)大部件自動對接裝配技術(shù)（二）    馬國祥王小利【摘  要】飛機(jī)大部件智能裝配能力建設(shè)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要采用科學(xué)的方法進(jìn)行整體的規(guī)劃建設(shè)與全局的持續(xù)優(yōu)化。飛機(jī)大部件智能裝配能力建設(shè)涉及領(lǐng)域多、范圍廣，多學(xué)科、多專業(yè)交叉融合特點顯著，是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程。近年來，飛機(jī)智能裝配能力建設(shè)已實現(xiàn)相當(dāng)程度的單點技術(shù)突破與應(yīng)用，但并未達(dá)到全局最優(yōu)，亟需采用科學(xué)的方法對智能裝配體系能力建設(shè)進(jìn)行整體規(guī)劃與全局優(yōu)化?！娟P(guān)鍵詞】飛機(jī);大部件;自動對接裝配技術(shù)前言一代飛機(jī)，一代技術(shù)，現(xiàn)代飛機(jī)功能要求朝著超機(jī)動、超巡航、長壽命、高可靠、高

2、隱身的方向發(fā)展。新一代飛機(jī)在材料、結(jié)構(gòu)、工藝、功能上都與上一代飛機(jī)有很大的差異，復(fù)合自動化、數(shù)字化裝配系統(tǒng)建設(shè)方面，以清華大學(xué)、浙江大學(xué)、中國航空制造技術(shù)研究院為代表的單位，面向新一代飛機(jī)裝配需求研發(fā)了飛機(jī)大部件對合、部件自動制孔等數(shù)字化裝配系統(tǒng)，解決了裝配過程中的瓶頸問題。裝配車間智能管控研究大多集中在智能裝配排產(chǎn)、倉儲管理與物流調(diào)度算法等方面，而對體現(xiàn)管控智能的基于大數(shù)據(jù)挖掘的自主決策分析、基于仿真模型的數(shù)字孿生技術(shù)方面的研究較少，也尚未實現(xiàn)成熟的工程應(yīng)用。1飛機(jī)發(fā)動機(jī)數(shù)字化對接安裝工藝優(yōu)勢首先，數(shù)字化對接安裝工藝采用激光測量系統(tǒng)，定位飛機(jī)發(fā)動機(jī)的位置和形態(tài)，對比分析后再以站位控制系統(tǒng)將發(fā)

3、動機(jī)調(diào)整到指定位置。基于數(shù)字化技術(shù)的對接安裝平臺及調(diào)整定位裝置的精確度極高，有效規(guī)避傳統(tǒng)對接安裝過程中需反復(fù)手動調(diào)整發(fā)動機(jī)位置的麻煩，實現(xiàn)快速、精準(zhǔn)定位。其次，飛機(jī)發(fā)動機(jī)數(shù)字化對接安裝平臺中設(shè)置電動機(jī)構(gòu)，發(fā)動機(jī)位置及姿態(tài)的調(diào)整依靠專門的數(shù)字化調(diào)整裝置及定位裝置完成，大大減輕作業(yè)人員的工作強(qiáng)度，安裝對接工作自動化水平明顯提升，節(jié)約人力資源成本。最后，數(shù)字化對接安裝在精準(zhǔn)測量的狀態(tài)下進(jìn)行，不涉及傳統(tǒng)裝配過程中依靠人眼及工作經(jīng)驗進(jìn)行操作的過程，裝配誤差被控制在最小范圍內(nèi)，發(fā)動機(jī)裝配質(zhì)量和效率更高。2飛機(jī)發(fā)動機(jī)數(shù)字化對接安裝工藝難點飛機(jī)發(fā)動機(jī)裝配作業(yè)系統(tǒng)化程度非常高，裝配過程復(fù)雜，在裝配過程中涉及到大

4、量的零部件。由于發(fā)動機(jī)裝配質(zhì)量直接關(guān)系到飛機(jī)發(fā)動機(jī)性能的發(fā)揮及運行安全，因此對其裝配過程的要求非常嚴(yán)格。裝配過程中各道工序必須充分協(xié)調(diào)、聯(lián)系，以此來保證發(fā)動機(jī)裝配質(zhì)量。在部分飛機(jī)發(fā)動機(jī)裝配項目中，裝配順序非常靈活，以往采用人工裝配的方式需要涉及到較多的作業(yè)人員，工序繁雜，受到人員行為、作業(yè)環(huán)境等因素的影響，發(fā)動機(jī)安裝位置及姿態(tài)誤差過大、需反復(fù)調(diào)整、發(fā)動機(jī)與機(jī)身結(jié)構(gòu)相磕碰的問題時有發(fā)生，導(dǎo)致飛機(jī)發(fā)動裝配進(jìn)度及質(zhì)量受到嚴(yán)重影響。飛機(jī)發(fā)動機(jī)裝配過程帶有離散性、小體量等特點，近年來飛行設(shè)備不斷發(fā)展革新，發(fā)動機(jī)型號固定，其組建制造對精度的要求更高，型號相對單一可進(jìn)行互換。在新型號發(fā)動機(jī)的裝配上，由于其裝

5、配工藝設(shè)計尚未成熟，且無足夠的裝配經(jīng)驗可供參考，裝配過程不確定性因素更多，影響裝配質(zhì)量及效率。3飛機(jī)發(fā)動機(jī)數(shù)字化對接安裝規(guī)劃設(shè)計3.1規(guī)劃設(shè)計要點我國飛機(jī)發(fā)動機(jī)數(shù)字化安裝對接工藝研究起步較晚，在之后的規(guī)劃設(shè)計中，應(yīng)重點關(guān)注以下內(nèi)容：由我國自主研發(fā)的大型軍民航空器還處于研制階段，目前，對發(fā)動機(jī)的需求量還無法得出準(zhǔn)確的估計，因此在設(shè)計脈動總裝線時，建議采用模塊化的設(shè)計方案，完成工藝重構(gòu)及檢測發(fā)展成熟后，再依照規(guī)劃進(jìn)行大規(guī)模建設(shè)。飛機(jī)發(fā)動機(jī)脈動總裝流程可被總結(jié)為飛機(jī)整機(jī)調(diào)姿、發(fā)動機(jī)調(diào)姿安裝、安裝后檢查（主要進(jìn)行姿態(tài)檢查和通電檢查），規(guī)劃設(shè)計需重點關(guān)注該流程中的調(diào)姿和檢查環(huán)節(jié)，并對二次裝配過程中，各零

6、部件的識別和存放方式進(jìn)行創(chuàng)新。飛機(jī)發(fā)動機(jī)裝配生產(chǎn)線需與發(fā)動機(jī)的具體型號相適應(yīng)，隨著新型發(fā)動機(jī)研發(fā)任務(wù)的深入，型號更換、結(jié)構(gòu)調(diào)整等工作頻繁開展，此時就需要總裝脈動線進(jìn)做出一定的調(diào)整以適應(yīng)新的發(fā)動機(jī)裝配需求。想要實現(xiàn)不同規(guī)格、型號的發(fā)動機(jī)在同一生產(chǎn)線上進(jìn)行裝配，提高總裝線的靈活性是關(guān)鍵。例如，融入多種用途的柔性工裝，以降低工裝存儲空間，滿足柔性裝配、靈活裝配的需求。同時，將下線功能及修理系統(tǒng)的完善考慮到規(guī)劃設(shè)計當(dāng)中。3.2總裝脈動生產(chǎn)線發(fā)動機(jī)安裝案例以大型飛機(jī)發(fā)動機(jī)裝配為例，對一種新型的發(fā)動機(jī)裝配系統(tǒng)進(jìn)行介紹?；跀?shù)字化技術(shù)的大型飛機(jī)發(fā)動機(jī)安裝徹底打破以往以鋼絲繩吊裝發(fā)動機(jī)的形勢，消除發(fā)動機(jī)吊裝過

7、程中因柔性擺動而導(dǎo)致的發(fā)動機(jī)安裝位置難以控制、安裝精度不足的問題，真正實現(xiàn)可控的數(shù)字化發(fā)動機(jī)調(diào)姿過程。目前被提出的新型數(shù)字化裝配系統(tǒng)結(jié)合剛性提升結(jié)構(gòu)、支撐系統(tǒng)、數(shù)字化調(diào)控系統(tǒng)、氣懸浮柔性補償?shù)饶K，依照發(fā)動機(jī)與吊掛之間的連接形式，將前端主交點設(shè)計為鉛錘銷軸與球鉸連接，預(yù)留間隙有限;將后端設(shè)計為插頭與插耳連接，預(yù)留單邊縫隙2mm，以提供更大的運動靈活性。飛機(jī)發(fā)動機(jī)快速、精準(zhǔn)對接可通過對兩交點依次進(jìn)行精確調(diào)姿，以前交點為主，在完成一個交點3準(zhǔn)確對接之后，再對其他交點的對接姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整，其余自由度通過自動補償即可完成調(diào)姿。結(jié)束語綜上所述，我國在智能裝配領(lǐng)域各單點技術(shù)域上緊跟國外研究成果，突破了一系列關(guān)鍵技術(shù)并取得重要成果，特別是以數(shù)字化裝配、裝配仿真為代表的智能裝配技術(shù)已實現(xiàn)工程應(yīng)用。然而，飛機(jī)大部件智能裝配能力建設(shè)涉及領(lǐng)域多、范圍廣，多學(xué)科、多專業(yè)交叉融合特點顯著，是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，現(xiàn)階段單點技術(shù)突破與應(yīng)用并不等于全局最優(yōu)，如何采用先進(jìn)的方法對智能裝配體系能力建設(shè)進(jìn)行整體性規(guī)劃、全局性優(yōu)化，已迫在眉睫。參考文獻(xiàn)：1王青，梁琴，李江雄，等.飛機(jī)數(shù)字化裝配機(jī)翼姿態(tài)評價及調(diào)整方法j.浙江大學(xué)學(xué)報（工學(xué)版），2014，48（7）：12871294.2卜