數(shù)字化技術(shù)在飛機裝配中的應(yīng)用研究

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1、數(shù)字化技術(shù)在飛機裝配中的應(yīng)用研究

2、第1飛機裝配數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用,使我國航空產(chǎn)品的開發(fā)發(fā)生觀念性的改變,促進企業(yè)管理體制、型號研制過程的一系列變革,并向著開放式的、具有快速應(yīng)變能力物創(chuàng)新能力的現(xiàn)代型企業(yè)方向發(fā)展。國內(nèi)外飛機裝配技術(shù)現(xiàn)狀1.1國內(nèi)現(xiàn)狀我國的飛機裝配技術(shù)和組織管理方式，雖然在局部上采用了較先進的技術(shù)，如利用激光跟蹤儀或計算機輔助經(jīng)緯儀（puterAidedTheodolite，CAT）技術(shù)安裝型架，少數(shù)采用了自動鉆鉚技術(shù)，簡化了裝配型架結(jié)構(gòu)。但與發(fā)達國家相比還存在較大差距，主要表現(xiàn)在：（1）上述技術(shù)尚不配套，應(yīng)用上

3、不成熟，加上我國多年來對飛機裝配技術(shù)缺乏研究，資金投入不足，僅滿足于能把飛機制造出來，目前飛機裝配還是沿襲著過去幾十年來批生產(chǎn)的手工作業(yè)模式；（2）飛機的設(shè)計制造仍主要采用串行模式，制造模式未實現(xiàn)根本轉(zhuǎn)變；（3）數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用規(guī)模較小，還未實現(xiàn)一個完整型號的全面數(shù)字化；（4）各環(huán)節(jié)雖然已實現(xiàn)數(shù)字量傳遞，但仍存在信息孤島現(xiàn)象，未打通飛機數(shù)字化設(shè)計制造生產(chǎn)線，模擬量傳遞依然大量存在；（5）工裝、工藝設(shè)計與產(chǎn)品設(shè)計脫節(jié)，未能充分實現(xiàn)并行工程，造成飛機裝配協(xié)調(diào)困難，返工率高；（6）在裝配技術(shù)方面，雖然局部采用了數(shù)字化技術(shù)，如在協(xié)調(diào)

4、方式上局部采用了數(shù)字量傳遞方法，但模擬量傳遞仍然是當前眾多企業(yè)飛機制造的主要協(xié)調(diào)方法；（7）采用專用工裝裝配，光學(xué)儀器測量安裝仍是目前飛機裝配的主要手段，未能在數(shù)字化裝配技術(shù)方面實現(xiàn)新的突破，導(dǎo)致飛機制造成本居高不下；（8）裝配工人在現(xiàn)場工作需要仔細翻閱大量的圖紙、工藝文件，而且經(jīng)常會出現(xiàn)工作上的失誤，造成裝配質(zhì)量問題，影響裝配周期。1.2國外現(xiàn)狀飛機產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)是20世紀80年代后期以來，隨著CAD/CAM、計算機信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，以美國為首的西方發(fā)達國家開始研究并首先采用的一項新技術(shù)。這項技術(shù)以全面采用數(shù)字

5、化產(chǎn)品定義、數(shù)字化預(yù)裝配、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、并行工程和虛擬制造技術(shù)為主要標志，從根本上改變了飛機傳統(tǒng)的設(shè)計與制造方式，大幅度地提高了飛機設(shè)計制造技術(shù)水平。美國波音777飛機的研制，由于全面采用了該項新技術(shù)，使研制周期縮短50%，出錯返工率減少75%，成本降低25%，成為數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)在飛機研制中應(yīng)用的標志和里程碑。目前，以波音公司為代表的飛機設(shè)計制造公司的數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)成熟應(yīng)用到多種飛機的研制過程中，并取得了很好的效益。(1)洛克希德·馬丁公司在研制JSF戰(zhàn)斗機X-35過程中明確提出：要使JSF飛機裝配制造過程的周期縮短67

6、%，其中單架周期要從15個月縮短到5個月；工藝裝備由350件減少到19件，即減少95%；制造成本降低50%等，此外,洛克希德·馬丁公司在JSF裝配中還應(yīng)用了一種十分先進的龍門鉆削系統(tǒng)（JGADS），它使用激光定位、電磁馬達和“壓腳”（pressurefoot）進行精密鉆孔，加快了裝配過程，形成緊配合，產(chǎn)生光譜表面，不僅減少了摩擦，還滿足了JSF耐久性需求，其鉆孔出錯率僅為百萬分之三，優(yōu)于世界鉆孔百萬分之三點四的質(zhì)量標準，而且在處理大型零件時能容易地拆卸、移動和重新裝配，還取消了75%的鉆孔工具和工裝，使部件的安裝工作節(jié)省了9

7、0%的時間。(2)波音公司在研制X-32機時也是如此，當零部件匯集到JSF方案驗證機總裝基地——加利福尼亞州帕姆戴爾時，已見不到通常陪伴在飛機生產(chǎn)線上的巨大型架，取而代之的是一種通用支架，用它支撐JSF的主要部件，利用4部Zeiss激光跟蹤儀對它們進行空間定位和其他裝配工作，并取得了很好的效果。在X-45無人駕駛戰(zhàn)斗機項目中也采用了這一先進技術(shù)。隨著X-32裝配工作的進展，工人們開始佩帶一種掛在腰間的微型計算機，該機通過單目鏡片，能把裝配順序和裝配好的部件狀態(tài)投射到正在裝配部件的上方，讓工人方便直觀地進行裝配工作，無需再細讀

8、圖紙，翻閱工藝文件，使裝配周期縮短50%，成本降低30%～40%。洛克希德·馬丁和波音等飛機制造公司在飛機裝配技術(shù)方面采取了以下的技術(shù)措施：·設(shè)計制造并重，產(chǎn)品設(shè)計與裝配設(shè)計緊密結(jié)合，實施并行工程?！ぴ谏a(chǎn)組織和管理上廣泛采用精益生產(chǎn)的思想和方法，精簡了工作業(yè)務(wù)流程。·全面采用數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù),大范圍進行數(shù)字裝配過程仿真模擬?！そ我划a(chǎn)品數(shù)據(jù)源，實現(xiàn)工程BOM、制造BOM以及維護BOM的有效轉(zhuǎn)換，保證數(shù)據(jù)傳遞過程中的一致性?！て毡椴捎脭?shù)控自動鉆鉚技術(shù)，大幅度提高了鉚接質(zhì)量和進度。·采用計算機輔助光學(xué)儀器（激光跟蹤儀、電子

9、全站儀）進行飛機定位測量和直接安裝技術(shù)。·大幅度簡化工裝，采用統(tǒng)一結(jié)構(gòu)的動態(tài)工夾具的設(shè)計和使用技術(shù)，甚至不用專門型架，便可直接進行飛機裝配安裝工作?！だ孟冗M的裝配互換協(xié)調(diào)技術(shù)，盡量減少在裝配過程中使用連接件，段件對合時不再鉆孔?！そ⒘嘶谀K的飛機構(gòu)型方法，具有完善的更改管理措施，已形