飞机数字化装配技术分析

飞机数字化装配技术分析

陈琳 ,刘菁洋

陕西飞机工业有限责任公司  陕西省汉中市  723213

摘要：为实现智能化飞机装配，行业技术人员应在飞机装配技术发展进程中融入先进数字化技术，以满足时代发展需求，保障飞机装配质量和效率。本文先分析飞机数字化装配技术体系包括的技术内容，进而探究飞机数字化装配技术的具体应用。相关行业人员应注重应用数字化装配技术，以强化我国飞机制造水平。

关键词：飞机；数字化；装配技术

引言：我国技术水平的提升，为各行各业带来发展机遇。航空制造业应注重创新生产技术，以实现产业突破。在产品制造阶段，为在最大程度上保证零件质量，业内技术人员应在生产链运作中引用数字化技术，加大对产品装配环节的重视。飞机作为关键交通工具，一旦发生安全事故，将会造成巨大损失。所以，如何通过技术创新促使飞机装配水平提升，是当前航空制造业需要重点探究的课题。

1数字化装配技术体系

1.1数字化装配工艺

在科学技术高速发展的时代背景下，飞机数字化装配技术已在诸多工业领域广泛应用。通过数字化装配技术体系的合理应用，可借助三维实体模型的集成对产品定义信息进行完整表达，并以实体模型作为制造依据，在实际装配工作中投入使用，以提高装配科学性。数字化装配工艺设计在数字化装配技术体系中属于基本内容，其可归类于基于模型的MBD定位技术，这一技术在数字化定义规范的前提下，通过三维建模的方式定义产品，最终可完成三维工装模型和三维数字样机的打造[1]。

1.2装配定位、制孔、连接技术

在数字化装配技术体系中，还包括装配定位技术、制孔技术和连接技术。其中，装配定位技术在实际应用中可分为零件装配基准孔面和工装定位两方面，但在运用飞机数字化装配技术进行飞机装配时，为保证飞机定位的精准性，往往会应用段件、板件、组合件及许多其他的装配零件。基于飞机数字化装配技术的柔性工装，可使传统装配工作中存储占地面积大、刚性工装刚性专用限制、结构开敞性差以及设计制造周期长等问题得到妥善处理，从而充分发挥其数字化、柔性化、模块化的应用优势。

当前飞机结构的装配大都应用机械化的连接方式，尤其在部分新型飞机数字化装配制孔技术中，主要通过对其结构形式、表面质量、配合性质等方面的调整，使其整体连接状态得到改善。此外，随着复合材料在飞机数字化装配技术中的应用越来越多，导致制孔工作对该材料的需求量大大增加，但应用传统手工制孔方式会对产品质量造成负面影响，而在数字化技术的支持下能用自动化的制孔工艺实现对设备和连接孔的精准定位。为保证飞机连接的质量，在部分性能较高的航空器机械连接中，需要运用先进的连接技术，按照标准的连接规范和安装工艺，以进一步提升飞机结构的可靠性和抗疲劳性及其装配成效。

1.3数字化检测、系统集成、装配抗疲劳技术

由于飞机装配检测中涉及部分尺寸较大的零部件和复杂程度较高的零件，因而为保证其设计制造和装配工作的有效性，还要利用数字化检测技术，借助先进的数字化检测设备，通过三维检测和质控方式，保证整套数字键检测技术流程的完整性和规范性，进而使飞机数字化检测质量和效率得到有效提高。与此同时，在飞机数字化装配技术的应用过程中，为保证各单元设备的协调性和交互性得到增强，还要借助系统集成与控制技术，通过通讯网络的设置实现集合，利用信息共享完成闭环式控制系统的构建。最后，可通过积压、抛光、滚压等多种方式强化飞机装配中抗疲劳性，必要时利用高索螺栓和冠状铆钉使飞机机械连接质量得到保障，促进飞机使用期限的有效延长。

2飞机数字化装配技术的应用

2.1技术应用平台

在飞机装配过程中，技术应用平台是数字化装配技术的关键应用对象。通常情况下，技术应用平台包含多层技术层，主要有数据平台层、装配阶段层、应用系统层、通用技术层以及专业技术层。其中，数据平台层在于建立装备技术和装配活动的关系，通过统筹规划飞机数据资源，管理飞机寿命。这一环节是数字化技术的基础应用；应用系统层由软件系统和硬件系统构成，系统内部涉及不同的装配技术的工艺。这一环节往往存在于装配集成环境中；通用技术层，这一层包括的内容较多，如装配机械电子技术、装配自动化技术以及装配数字化技术等；专业技术层，这一层在于拆分飞机装配阶段所用的多种技术，以此对装配设计和装配工艺予以完善，使得数字化技术应用效果得到提高。通过在技术应用平台应用数字化装配技术，以达到提高装配水平的效果[2]。

2.2机翼装配模拟

飞机机翼装配模拟工作同样需要数字化装配技术作为支撑。这一技术在装配模拟中的具体应用表现为三点。一是装配人员可基于数字化装配技术，对飞机机翼装配环境进行真实模拟，通过仿真技术构建三维数据模型，从而便于装配人员对机翼装配流程予以优化完善。二是在完成模拟环境创建后，装配人员可结合装配标准要求，对模拟设计进行调整，但为保障模拟成效，需要按照相关规定严格进行模拟。三是待完成模拟后，装配人员可结合模拟全过程来装配飞机机翼，对装配中可能存在的各种影响因素予以处理，以保障装配质量和效果。

2.3移动生产线

飞机作为航空产品，具有体积庞大的特点，所以其组装难度较高。在生产过程中，企业需要建立产品安装的移动生产线，以保障产品装配进度和效率。在我国技术水平不断提高的背景下，虽然目前移动生产线尚未出现变化，但其中所用技术已得到创新突破，在移动生产线装配中融入数字化技术，可有效控制飞机装配精确度，从而使产品使用性能得到提高。目前，在波音机型飞机安装中，IGPS技术和数控技术都较为常用，在数字化技术加持下，飞机零件得以精确安装，无论在距离测量，还是检查工作中，其质量的效率都有明显加强。

2.4精密测量标准化

在以往飞机装配过程中，主要运用模拟量形式进行测量，由于这种测量方式难以保证模拟与真实情况100%一致，所以在控制数据精度上存在较大难度。而在飞机装配技术发展进程中，数字化技术的逐渐融入，使得飞机装配过程各环节在数字化优势的加持下均具有明确要求，这为产品生产过程专业化发展带来推力，通过有效把控各生产细节，促使生产实现标准化，在最大程度上保障产品质量。此外，在飞机装配中应用三维模型技术，可基于三维模型的构建，让装配人员直观了解实物效果，从而避免由人为因素导致操作不合理情况的发生，提高各零部件装配协调性，使装配人员组合装配工作准确性更高，以满足当今时代对飞机装配质量的要求[3]。

2.5全机对接

为有效确保全机对接精度，航空制造业技术人员应合理引用数字化技术。基于数字化搭建激光跟踪测量系统，以控制对接过程精确度，并支持大面积测量工作的开展。这一系统技术能以高机动性能展开测量，在不与机身接触的情况下便可保证测量精准。而且，由于飞机型号较多，不同类型飞机构造不同，所以在测量中难免遇到多种情况，但基于激光跟踪测量系统，可结合不同情况选择适用的测量方式。不过，为保障这一系统技术的有效应用，装配人员应正确判断不同测量情况，以保证工作顺利完成。

结论：现阶段，我国航空制造业应积极引用数字化技术优化飞机装配过程，基于数字化优势的发挥，提高飞机装配水平，为行业发展带来推动作用。本文在分析飞机数字化装配技术体系内容的基础上，对飞机数字化装配技术的应用做出重点探究，其中包括技术应用平台、机翼装配模拟、移动生产线、精密测量标准化以及全机对接五方面内容，以期为相关行业人员提供参考。

参考文献：

[1]张鹏.基于DELMIA的飞机数字化装配仿真技术应用研究[J].装备制造技术,2020,(10):172-175.

[2]冯斌.关于数字化测量技术在飞机装配中的应用探析[J].装备维修技术,2020,(02):199.

[3]胡涛,高双全,唐万寿,等.基于数字化测量的飞机型架装配技术研究[J].科技创新导报,2020,17(19):88-89.