直升机自动化装配技术应用研究

直升机自动化装配技术应用研究

李硕

航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司，黑龙江哈尔滨 150066

摘要：随着我国社会经济的高速发展，居民出行和国民安全对民用和军用飞机的数量产生了庞大的需求，同时也对设计和生产制造等环节的工作质量都提出了较为严苛的要求。其中，飞机自动化装配技术则是确保投入使用的飞机能够高度符合上述要求的关键技术。只有有关部门加大对飞机自动化装配技术的研究投入，推动该项技术水平达到一定高度，才能保障飞机的使用寿命，运行时的良好性能和高安全性，为我国社会发展提供高质量的飞行助力。本文主要围绕飞机大类中的直升机的自动化装配技术展开研究，内容主要包括涉及的数控定位技术和制孔技术和计算机信息技术等多学科融合的高新技术，以期为直升机的自动化装配技术的推广应用提供理论基础。

关键字：直升机 自动化装配技术 数控技术 计算机技术 机械技术

在近年来我国科学技术高速发展的大背景下，在体量方面具备优势的制造业融入高新技术，逐渐在国际市场上占据重要地位。其中，作为制造业的关键组成部分，航空制造业中的制造主体飞机涉及的航空部件零碎且构造复杂，但是由于民用和军用飞机的数量和质量与一个国家的社会经济和国防安全之间存在密切的关联性，因此，飞机的制造在全球范围内都是备受关注的问题。现阶段，关于飞机制造的研究热点在于飞机的自动化装配技术，这是由于飞机的自动化装配技术水平的提高能够在很大程度上推动整个航空制造业适应现代制造业的发展，满足现代企业对于高效率和低成本的需求，从而在国际市场的激烈竞争中脱颖而出。本文基于现代企业将自动化装配技术投入直升机的制造中实践这一实施基础，探讨直升机的自动化装配技术的实质。

1. 飞机装配的特点

飞机装配是整个飞机制造过程中的关键环节，主要工作内容是根据对飞机的各个零部件的设计要求，在尺寸协调的前提下分别进行组装，将分散的零部件组装在一起形成层级更高的装配件，再由这些装配件组成整体机身。这一过程设计的零部件通常体积较大，数量较多且构造复杂，因此在实际组装过程中不但需要投入大量精力完成不同零部件之间的尺寸协调工作，同时也对飞机制造企业掌握的装配技术提出了较高的要求。

飞机装配又可以进一步细分为组件的装配，部件的装配和总体的装配。前两类装配集中的飞机部位主要是机身段，机翼段和尾翼段，其工作内容分别如下：对机身壁板的贴合进行准确定位，确保壁板能够与机身严丝合缝，尤其需要注意两块不同壁板的连接位置的处理，机身上半部分与下半部分的对接处理，以及机身与机场地面起飞和降落位置的选取；机翼部分同样需要高度重视的壁板定位和贴合，包括与机身的连接处的处理，此外，工作重点在于机翼大梁的装配；尾翼部分与机翼部分的装配存在高度的相似性，都需要重点关注壁板与骨架的定位以及尾翼壁板与机身连接处的处理。至于相同之处，上述三个部位的装配都需要运用到自动钻铆机，高精度测量仪器和相应的柔性工装等，这些设备有利于提高飞机装配的自动化水平，从而在保证质量的前提下提高飞机制造整体的工作效率。

2. 自动化装配技术的发展现状

飞机的自动化装配技术的应用是现代飞机制造高新科技含量不断提高的重要体现，相对于传统的飞机装配中依靠工装和工艺实现部件之间的尺寸协调，对无法完全匹配的接口位置则通过进一步的精加工实现对接，现代的飞机自动化装配技术显然对接精度更高，能够更好满足现代飞机研发与制造的要求。尤其是在对体积大且构造复杂的飞机部件的组装上，自动化装配技术的应用在减少工人劳动量方面发挥了重要的作用。从传统的手工装配发展到当前的自动化装配，不仅飞机的整体生产制造效率得到了显著提升，同时单机装配需要投入的相对成本被大幅压缩。

在全球范围内，我国的飞机自动化装配技术的发展起步相对较晚，与部分航空制造业发达国家掌握的技术水平之间仍然存在一定差距。这些发达国家在飞机的自动化装配技术的研发方面投入巨大，自动化装配系统也已经从单一的数控自动钻铆机和数控托架扩展成为同时具备数字化定位和检测和分模块自动装配加工等复杂功能的完善系统，实现了装配系统与飞机产品在数字化方面的高度协调。但是反观我国的飞机制造，装配环节的可发展空间巨大，对此，我国飞机制造企业在政府的支持下，一方面从国际市场上采购最新的数控自动钻铆和数字定位等自动化设备，另一方面，引进国外先进技术用于研制适合我国飞机自动化装配的通用柔性装配工装并对此投入大量人力和物力。

3. 直升机自动化装配的关键技术

国外航空发达国家在近三十年的努力下，将对飞机的自动化装配技术的研究和配套自动化设备的研制提高到一个相对成熟的高度。其中，作为主要机种的直升机的自动化装配的关键技术更是仅有极少数发达国家掌握。根据现有的研究文献可以总结出直升机的自动化装配技术涉及的关键模块包括自动指控技术、数字定位技术、数字测量技术、计算机绘图等计算机软件技术等，涵盖的学科领域广，是多学科有机结合的高新技术成果。

传统的直升机装配工艺与电子信息、数字控制、机械制造和计算机等学科理论的高效融合，是现代直升机自动化装配技术发展的重要前提。在此基础上，直升机装配中涉及的传统模拟量传递模式升级成为更加可靠的实际数字量传递模式，最终实现直升机的数字化，信息化和自动化的高质量装配。更进一步地，这也逐渐发展成为整个飞机自动化装配技术领域的关键所在。

4. 结语

自动化装配技术是现代航空飞机制造领域必不可少的重要部分，加大对自动化装配技术的研究资金和力度对增强我国飞机制造企业在国际市场上的竞争优势具有重要的现实意义。其中，直升机在民用和军用飞机两方面都是作为重要的备选对象，因此，本文主要围绕我国直升机装配中自动化技术的应用展开赘述。直升机的自动化装配技术是多学科交叉融合的高新技术成果，在提高直升机的制造精度，生产效率和交付质量等方面发挥关键作用，是直升机装配实现现代市场需求的关键所在。为缩小与其他航空发达国家之间的差距，直升机制造企业需要同时购置先进的自动化设备和引入先进技术，应用于我国直升机自动化装配系统的研制。

参考文献：

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