数字化技术在飞机装配中的应用研究

尚彦 吴昊 林自力

摘  要：随着计算机信息技术和数字技术的应用，我国各行业的效益显著提高，尤其是在制造业上，保证了生产、装配设备的准确性，保证了设备在使用的后期安全。数字化技术在飞机装配中的应用取得了很大的突破，但由于资金和技术的限制，在我国仍然存在许多问题。为了促进我国航空工业的快速发展，必须加快数字技术在飞机装配中的应用，适应其他航空工业的快速发展。

关键词：飞机装配;数字化技术;现状;应用分析

引言：

近几年来，我国航空工业发展迅速，在国际上取得了显著的成绩。航空器制造属于国家高新技术战略产业，主要体现在大中型飞机和高性能战斗机的开发上，具有十分重要的战略意义。然而，随着飞机制造技術的不断进步和飞机数字化设计的成熟，整机产品和零部件对大尺寸测量的需求越来越大。常规测试技术已不能满足高精度、高效率的飞机部件检测要求。目前，基于CCD、激光原理的非接触式数字化检测技术，已被广泛地应用于飞机零部件的设计、制造、装配，在飞机制造中具有十分重要的地位。

1有关数字化技术概述

由于测试技术的广泛应用，红字检测技术的准确性、智能性和应用效率都在不断提高。目前，机器视觉测量系统、IGPS等数字化精确测量技术，在世界各国飞机加工制造业中都有较大的运用。除此之外，应用数字化精确测量组成方式可以发挥互相促进的效果，能够更好地提升飞机零部件生产制造的精密度，使其测量结果更为精准，有效达到飞机产品及构件多功能的主要规定。以数字化技术为前提条件，提升飞机产品，制作工艺，零部件生产制造等，能有效提升我国飞机加工制造业的生产能力和品质。

2数字化技术在飞机装配中的现况及发展趋向

电子信息技术在飞机装配工艺的发展历程中起着非常关键的效果。自动组装离不了数字化技术应用的支撑，数字化技术应用的发展与飞机装配工艺的发展密切相关。

2.1数字协调技术，以精确测量为基础

以精确测量为基础的数字化协同技术是现代飞机制造业的重要技术配置。采用数字协同代替模拟协同是现代飞机制造技术区别于传统飞机制造工艺的一个重要特点。数位协调是指以数位的方式，在统一基准下，对产品进行精确的描述，再用高精度的数字化设备，把数量量变成模拟量，传送到实物，从而最终实现模具与制品、模具之间及模具间的协调性。伴随着我国科技进步和飞机数字化制造业的不断发展，飞机数字化测试技术具有高效、自动化、高精度等特点，在飞机制造业中得到了广泛的应用。目前，与之配套的机械视觉测量仪、激光测距仪、毫米波雷达扫描仪检测系统，IGPS等仪器设备，已在世界各国飞机加工制造业中取得了广泛运用。针对规格比较大，精密度有较高标准的飞机，我国传统式的精确测量方式难以实现基本要求，数字化精确测量技术是首选。尤其是检测系统多数字化的运用方式。这类方式不但能防止检测范围过大，测量精度较低之间的矛盾，并且能得到更为精准的测量结果，充分达到多用途基本要求，其变成飞机数字化生产制造流程中的核心技术，并全面提高系统扩展性和广泛应用范围。对提升飞机装配水平及其提升安装效率有着关键作用。

2.2关键部件的数字化技术

随着飞机场数字化生产技术的快速发展，激光跟踪仪，毫米波雷达扫描检测系统，机器视觉技术检测系统等仪器设备广泛运用于世界各国飞机加工制造业，相应配套的数字化技术也被普遍使用于飞机加工制造业。近些年，在787型号上成功地运用了实体模型分类技术，促使设计方案与生产制造一体化技术快速发展。国外知名飞机制造商，空客，波音等公司都创建了比较详细的数字化技术管理体系，运用数字化测量设备开展三维测量和质量管理。随着我国航空工业的迅速发展，数字化柔性装配理念越来越被业界所接受，将数字化柔性安装应用于中国飞机装配是以后的发展方向，数据装配技术用作数字化柔性安装技术的关键部分，必将在未来得到广泛的开发与应用。当前，国内各机架厂家纷纷引进先进的数字化测量设备。尽管这些设备暂时用于飞机装配检测，但还没有大量应用于飞机装配中，但随着我国柔性模具技术的发展，今后必将广泛应用于飞机装配的实际应用。

3数字化技术在飞机装配中的应用

飞行器装配工艺是一项十分复杂的系统工程，它涉及到公共服务规划、飞机设计、部件制造与装配、整体对接等各个环节。近代飞机装配技术已与传统的飞机装配技术有很大不同。传统的飞机装配方法已被以往的飞机零件装配方式所抛弃，而采用激光跟踪及数字摄影系统、数字化装配工艺、组合定位技术、制孔技术组装等技术，促进中国飞机装配技术的更进一步发展。

3.1激光跟踪及数字摄影系统

激光测距仪是一种高精度、高精度、适用于对较大尺寸工件进行测量，具有高效率、高精度、装配快速、实时跟踪、操作简单等优点。但是，激光跟踪器也有其不足之处。它是一种相对的测距方式，且受温度和气压的影响较大，因此在测量时必须保证测量激光束不会丢失。

数字摄影系统系统主要是由集成化电子计算机，手持数码照相机，PCMCIA插口组成。数显式摄影测量系统是运用相位差测量技术，结构光技术和电子信息技术对被测物完成反复拍摄，获得彩色图像信息，随后依据三角测量原理测算出室内空间坐标。这类检测系统方便使用，实际操作便捷，特别是在适用于动态性目标的快速坐标测量。数据摄影测量对系统被测物件材料和现场光源十分敏感，当被测物件过大时，会发生较大的偏差。结果显示，这类检测系统不适用于大中型预制构件的精确测量，但又能融入于细部规格的测量。

3.2采用数字化装配工艺

以模型构造技术为基础的，需要用三维模型对产品定义信息进行详细描述，根据协同要求建立三维模具模型，并且构建了全机三维数字样机，通过数字化虚拟装配技术模拟具体装配过程，保证了在此过程比较完善后飞机正式装配。数字装配过程包括虚拟仿真技术、可视化装配技术、差分技术、数字化装配的流程设计、装配系统的建立和数字配合等几个方面。

3.3使用组合定位技术

为了提高生产效率和装配精度，应该用全机大部件对合等装配定位技术来代替传统的装配定位技术，这类技术可以实现装配零件的自动定位，不需要重复定位，而且对零件损伤小。在应用装配定位技术时，还需要针对基于机器人的定位终端操纵器的系列化、柔性模具技术标准化系列化、定位集成系统核心功能部件的标准化、系列化以及柔性工装的数字化量驱动数据等内容展开深入研究。

3.4使用制孔技术组装

当前在飞机设计中，多种材料共存的情况比较普遍，应加强数字化技术对不同单一材料制孔及不同材料复合夹层制孔的研究，防止制孔过程中出现毛刺、椭圆形孔和复合材料分层等，提高了制孔质量，提高了制孔质量。同时需要加强高性能制孔工艺技术、自动打孔技术、孔位找正算法、超声波打孔技术等方面的研究和应用。

结语

总之，在当代飞机装配过程中，有效地应用各种各样数字化技术与系统，可以高效提升飞机装配的效果和品质，促进中国飞机装配技术的更进一步发展。中国对飞机场装配技术的关注水平，及其其他各种各样数字化技术应用的逐渐完善，将使中国的飞机装配技术逐渐具备发展优点。

参考文献：

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