飛機(jī)數(shù)字化柔性裝配技術(shù)探究

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1、飛機(jī)數(shù)字化柔性裝配技術(shù)探究　　【摘要】由數(shù)字化的柔性可重構(gòu)工裝、自動化的數(shù)控連接設(shè)備、數(shù)字化的測量檢驗(yàn)設(shè)備和信息化的集成管理平臺構(gòu)成的飛機(jī)數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線，是現(xiàn)代飛機(jī)裝配的典型特征。【關(guān)鍵詞】飛機(jī)數(shù)字化柔性裝配1引言傳統(tǒng)的飛機(jī)裝配采用剛性工裝定位、手工制孔連接、基于模擬量傳遞的互換協(xié)調(diào)檢驗(yàn)方法和分散的手工作坊式生產(chǎn)。自20世紀(jì)80年代以來，隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/制造（CAD/CAM）技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、自動化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)在現(xiàn)代飛機(jī)制造中得到了廣泛的應(yīng)用，飛機(jī)制造進(jìn)入了數(shù)字化時代。在數(shù)字化技術(shù)的推動下，飛機(jī)裝配技術(shù)快速發(fā)展，形成了現(xiàn)代飛機(jī)的數(shù)字

2、化柔性裝配模式。數(shù)字化柔性裝配模式具體表現(xiàn)為：在飛機(jī)裝配中，以數(shù)字化柔性工裝為裝配定位與夾緊平臺，以先進(jìn)數(shù)控鉆鉚系統(tǒng)為自動連接設(shè)備，以激光跟蹤儀等數(shù)字化測量裝置為在線檢測工具，在數(shù)字化裝配數(shù)據(jù)及數(shù)控程序的協(xié)同驅(qū)動下，在集成的數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線上完成飛機(jī)產(chǎn)品的自動化裝配。2飛機(jī)裝配生產(chǎn)線特點(diǎn)6一般機(jī)械制造中的裝配線是指人和機(jī)器的有效組合，通過將生產(chǎn)中的輸送系統(tǒng)、隨行夾具和在線專機(jī)、檢測設(shè)備等進(jìn)行有機(jī)組合，從而滿足多品種產(chǎn)品的裝配要求，充分體現(xiàn)了設(shè)備靈活性。裝配生產(chǎn)線的應(yīng)用，提高了生產(chǎn)效率縮短了制造周期，但自動化生產(chǎn)線的成本較高，主要用于批量生產(chǎn)，如在汽車行業(yè)。但飛機(jī)

3、產(chǎn)品型號多、批量少的特點(diǎn)使得飛機(jī)裝配生產(chǎn)線需要在具有一般機(jī)械產(chǎn)品裝配生產(chǎn)線的特點(diǎn)基礎(chǔ)上，還應(yīng)具有一定的柔性功能，這樣同一生產(chǎn)線既能用于同型號同批次，又能適用于同型號改進(jìn)改型系列機(jī)型的飛機(jī)產(chǎn)品裝配，從而滿足了裝配生產(chǎn)線對產(chǎn)品產(chǎn)量的要求，可充分發(fā)揮其優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代飛機(jī)產(chǎn)品的精益制造。與國外發(fā)達(dá)國家相比，我國現(xiàn)代飛機(jī)柔性裝配生產(chǎn)線技術(shù)無論在研究層面還是應(yīng)用實(shí)踐層面都存在較大的差距，主要表現(xiàn)在：(1)現(xiàn)有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)模式和產(chǎn)品特征沒有充分考慮產(chǎn)品柔性裝配技術(shù)的應(yīng)用需求，不適應(yīng)柔性裝配生產(chǎn)線的發(fā)展要求。6(2)基于MBD的數(shù)字化裝配工藝規(guī)劃與管理技術(shù)缺乏系統(tǒng)研究和應(yīng)用。工藝設(shè)計(jì)

4、手段還停留在二維工藝設(shè)計(jì)和表述為主的水平，存在與數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)不銜接、設(shè)計(jì)周期長、返工量大、需要實(shí)物驗(yàn)證和示教性差等諸多問題，大量制造依據(jù)信息以工藝文件形式分離存在，管理混亂，不能滿足柔性裝配生產(chǎn)線可視化裝配、無圖制造的發(fā)展要求。(3)數(shù)字化檢測技術(shù)嚴(yán)重滯后。大量采用專用工裝、標(biāo)準(zhǔn)量具等模擬量設(shè)備進(jìn)行產(chǎn)品的測量與檢驗(yàn)，測量效率低、精度差，不能滿足柔性裝配生產(chǎn)線快速精確測量、在線質(zhì)量控制的需求。3數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)通過研究國外數(shù)字化裝配技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，結(jié)合飛機(jī)裝配及其生產(chǎn)線的特點(diǎn)，可得出構(gòu)建新一代飛機(jī)數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線必須包括以下內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)：(1

5、)面向裝配的數(shù)字化產(chǎn)品并行設(shè)計(jì)，為實(shí)現(xiàn)柔性裝配、敏捷制造提供前提和基礎(chǔ)；(2)數(shù)字化三維裝配工藝設(shè)計(jì)與仿真系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)整個裝配過程中數(shù)字量傳遞；(3)數(shù)字化柔性工裝系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工裝快速響應(yīng)、快速重構(gòu)以及數(shù)字化定位；(4)先進(jìn)的連接設(shè)備及技術(shù)（包括柔性制孔技術(shù)、自動鉆鉚技術(shù)、電磁鉚接技術(shù)等），保證裝配質(zhì)量和效率，實(shí)現(xiàn)裝配過程的自動化；(5)數(shù)字化測量檢驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)裝配過程中的精確測量和協(xié)調(diào)裝配，裝配完成后的精確檢驗(yàn)；(6)數(shù)字化裝配生產(chǎn)線輔助裝備及管理，建立數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線集成管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝、裝配、檢驗(yàn)和現(xiàn)場管理各裝配生產(chǎn)環(huán)節(jié)信息的高度集成和移動生產(chǎn)線

6、的自動配送物流管理。6上述各項(xiàng)內(nèi)容在實(shí)際應(yīng)用中互相聯(lián)系、互相支撐，通過將其整合和集成，可構(gòu)建現(xiàn)代飛機(jī)的數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代飛機(jī)產(chǎn)品的數(shù)字化、柔性化、自動化裝配。數(shù)字化三維裝配工藝設(shè)計(jì)與仿真系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)飛機(jī)數(shù)字化裝配模式、構(gòu)建飛機(jī)數(shù)字化裝配生產(chǎn)線的軟件基礎(chǔ)，現(xiàn)代飛機(jī)整個裝配過程都是建立在數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之上的，只有采用基于單一產(chǎn)品三維數(shù)字量模型的數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)方式，為整個裝配過程從源頭上提供數(shù)字量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，基于數(shù)字化裝配的柔性裝配生產(chǎn)線才有可能真正實(shí)現(xiàn)。數(shù)字化柔性工裝系統(tǒng)、先進(jìn)連接設(shè)備及技術(shù)、數(shù)字化測量檢驗(yàn)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線的硬件基礎(chǔ)。通過數(shù)字

7、化裝配工藝設(shè)計(jì)仿真系統(tǒng)得到的數(shù)字量數(shù)據(jù)必須由數(shù)字化的工裝及設(shè)備來執(zhí)行，才能保證整個裝配過程的全數(shù)字量傳遞，從而實(shí)現(xiàn)整個裝配生產(chǎn)線的數(shù)字量協(xié)調(diào)。4結(jié)論與展望當(dāng)前國內(nèi)軍機(jī)產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)與零件制造技術(shù)發(fā)展迅速，但是裝配技術(shù)作為飛機(jī)制造的關(guān)鍵還停留在二、三代機(jī)的制造水平，與其他軍機(jī)制造技術(shù)相比嚴(yán)重滯后，已成為軍機(jī)型號快速研制和生產(chǎn)的瓶頸。數(shù)字化產(chǎn)品定義取代二維工程圖樣已成為必然趨勢，零件精準(zhǔn)制造技術(shù)的快速發(fā)展為實(shí)現(xiàn)飛機(jī)柔性裝配提供了必要的前提，新一代飛機(jī)長壽命、隱身、高可靠性、低成本快速研制的需求對數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線的應(yīng)用提出了迫切要求。6(1)發(fā)展應(yīng)用柔性裝配生產(chǎn)