飛機(jī)數(shù)字化裝配定位技術(shù)研究

鄭文利

【摘 要】在經(jīng)濟(jì)全球化的大潮流下，航空制造行業(yè)之間的競爭也是異常激烈，數(shù)字化和信息化引導(dǎo)著該領(lǐng)域的發(fā)展。航空制造行業(yè)對于飛機(jī)的載重規(guī)格方面要求比較嚴(yán)格，對于飛機(jī)成品的交貨時間也要求嚴(yán)格。為了使飛機(jī)裝配質(zhì)量和效率得到提升，近年來，逐漸應(yīng)用了自動化技術(shù)、信息技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)等，形成了數(shù)字化的裝配定位技術(shù)，極大地優(yōu)化了飛機(jī)的制造過程。基于此，本文主要對飛機(jī)數(shù)字化裝配定位技術(shù)進(jìn)行分析探討。

【關(guān)鍵詞】飛機(jī)數(shù)字化；裝配定位技術(shù)

0 前言

近些年，社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，數(shù)字化和信息化等先進(jìn)技術(shù)大量應(yīng)用在飛機(jī)裝配中，而且飛機(jī)的裝配定位技術(shù)也從以往的手工和剛性定位慢慢過渡到數(shù)字化和柔性化領(lǐng)域。現(xiàn)階段，在飛機(jī)裝配過程中，普遍應(yīng)用現(xiàn)代化定位技術(shù)，比如說數(shù)字化定位技術(shù)等。

1 數(shù)字化裝配定位系統(tǒng)技術(shù)方案

1.1 立柱組合式技術(shù)方案

立柱組合式定位裝置能夠?qū)γ善ず烷L桁同時進(jìn)行夾持，從而在水平和豎直方向上實(shí)現(xiàn)蒙皮和長桁的相互移動，從而更好的裝配定位蒙皮和長桁。立柱組合式數(shù)字化裝配定位平臺的基礎(chǔ)也是型架骨架，但是將原型架骨架上的定位器、蒙皮擋件、壓緊器、內(nèi)型卡板等都去除，直接在型架骨架底座上固定立柱組合式機(jī)械隨動定位裝置，從而構(gòu)成裝配定位平臺。立柱組合式數(shù)字化裝配定位裝置能夠?qū)γ善ず烷L桁實(shí)現(xiàn)良好的同時精確定位。

1.2 十字架支臂式技術(shù)方案

在十字架支臂式裝配定位裝置中，能夠?qū)崿F(xiàn)在水平、豎直方向上長桁的移動和轉(zhuǎn)動，從而在空間中對其進(jìn)行定位。該數(shù)字化裝配定位平臺的基礎(chǔ)是型架骨架，該骨架將原型架上的壓緊器、定位器等去除，將蒙皮擋件、內(nèi)型卡板等加以保留。在型架底座上固定十字架支臂式機(jī)械隨動定位裝置。十字架支臂式數(shù)字化裝配定位平臺能夠有效的對長桁等零件進(jìn)行定位，同時通過蒙皮擋件和內(nèi)型卡板，精確的定位蒙皮。

2 數(shù)字化裝配定位技術(shù)分析

2.1 數(shù)字化裝配的定位方法

數(shù)字化裝配技術(shù)在飛機(jī)裝配領(lǐng)域中指的是利用誤差補(bǔ)償技術(shù)，數(shù)字化集成自動控制技術(shù)和光學(xué)檢測等技術(shù)。也就是說，在對飛機(jī)實(shí)行數(shù)字化裝配時，首先要選擇具有一定的通用性的柔性的工裝夾具，數(shù)字化技術(shù)在柔性夾具的設(shè)計和制造還有安裝等方面都有應(yīng)用，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用使夾具具有很高的精度，在飛機(jī)裝配定位過程中應(yīng)用的是數(shù)字化定位技術(shù)，原理是先通過數(shù)字量傳遞，之后再與光學(xué)測量和誤差補(bǔ)償技術(shù)相結(jié)合，這樣，就能加強(qiáng)飛機(jī)裝配時的定位精度了。

2.2 數(shù)字化裝配的裝配準(zhǔn)確度

在飛機(jī)進(jìn)行數(shù)字化裝配時，在夾具制造過程中和裝配連接過程中都會產(chǎn)生一定的誤差。由于夾具的加工制造等已經(jīng)應(yīng)用了數(shù)字化技術(shù)，所以產(chǎn)生誤差的主要原因就不再夾具的加工制造上了。要解決的問題就是減小在裝配連接過程中產(chǎn)生的誤差，在給零件進(jìn)行定位協(xié)調(diào)時，使用先進(jìn)的定位循環(huán)閉合回路，該回路是由數(shù)字化定位技術(shù)及機(jī)械隨動的定位設(shè)備等組成的，如果回路最終輸出結(jié)束信號，就證明定位準(zhǔn)確度滿足了要求，這樣檢測出來零件的定位也沒有誤差。

2.3 機(jī)身壁板數(shù)字化的柔性裝配工裝技術(shù)

數(shù)字化柔性裝配的工裝一般包含靜態(tài)模塊與動態(tài)模塊。對于機(jī)身壁板的零件裝配而言，靜態(tài)模塊作為裝配型架重要框架，還是數(shù)字化裝配平臺根本基礎(chǔ)，全部動態(tài)模塊都需要以此為基礎(chǔ)進(jìn)行創(chuàng)建。而動態(tài)模塊還包含了機(jī)械隨動的定位設(shè)備與內(nèi)型卡板等。其中內(nèi)型刻板以及工裝靜態(tài)模塊主要利用螺栓進(jìn)行連接，特點(diǎn)為定位蒙皮，確保蒙皮外形精確度。但是機(jī)械隨動的定位設(shè)備和工裝靜態(tài)模塊通過螺栓進(jìn)行連接，特點(diǎn)是確保長衍的定位，并且利用光學(xué)測量和誤差補(bǔ)償系統(tǒng)確保長衍和蒙皮相應(yīng)裝配精確度。在裝配各種類型壁板零件過程中，應(yīng)該通過動態(tài)模塊進(jìn)行調(diào)整或是更換。

另外，在飛機(jī)零件裝配過程中，應(yīng)該建立數(shù)字化先進(jìn)柔性裝配平臺，把動態(tài)模塊和靜態(tài)模利用可調(diào)轉(zhuǎn)換器完成連接。把內(nèi)型卡板和夢皮擋件設(shè)置在工裝靜態(tài)框架中，然后把機(jī)械隨動的定位設(shè)備建立在工裝靜態(tài)框架中，從而完成數(shù)字化先進(jìn)裝配定位平臺的創(chuàng)建。另外，在進(jìn)行飛機(jī)零件裝配，蒙皮主要利用內(nèi)型卡板完成定位，而機(jī)械隨動的定位設(shè)備末端相關(guān)執(zhí)行器進(jìn)行長衍夾持，然后利用數(shù)字化裝配的控制模塊中定位設(shè)備進(jìn)行長衍移動，完成長衍的準(zhǔn)確定位。

2.4 數(shù)字化裝配定位系統(tǒng)的集成控制

對于數(shù)字化裝配系統(tǒng)而言，定位系統(tǒng)的控制平臺可以在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫中獲取相應(yīng)定位信息，并且完成計算和分析，把控制信息輸送至PLC中，然后把控制信息轉(zhuǎn)變成驅(qū)動信息，在利用定位驅(qū)動設(shè)備實(shí)現(xiàn)零件的定位，并且驅(qū)動光學(xué)測量設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)定位實(shí)時測量，深入分析信息數(shù)據(jù)，最后反饋出零件定位具體補(bǔ)償信息數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)零件準(zhǔn)確定位。首先是以太網(wǎng)，其主要以TCP/IP當(dāng)作相關(guān)傳輸協(xié)議的開放型先進(jìn)信息網(wǎng)絡(luò)。此系統(tǒng)集成了控制平臺，而計算機(jī)利用以太網(wǎng)層和局域網(wǎng)信息數(shù)據(jù)庫以及其它有關(guān)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)交互，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)零件裝配準(zhǔn)確定位。按時控制平臺中的計算機(jī)應(yīng)該存在10/100M自適應(yīng)的相關(guān)以太網(wǎng)接口，可以自由地接入到以太網(wǎng)中。其次是設(shè)備網(wǎng)，其為開放型的標(biāo)準(zhǔn)化通信網(wǎng)絡(luò)，并不需要在中間輸入/輸出系統(tǒng)，就能夠把現(xiàn)場設(shè)備與PLC進(jìn)行相連。僅僅需要利用一根電線就可以把PLC連接在智能化裝置中，比如說傳感器和變頻器以及按鈕等，從而實(shí)現(xiàn)零件裝配的準(zhǔn)確定位。

3 結(jié)語

目前，在我國航空領(lǐng)域中，雖然飛機(jī)裝配技術(shù)在不斷改進(jìn)，但是還是存在很多的不足，飛機(jī)數(shù)字化裝配定位技術(shù)在我國能否很好地實(shí)現(xiàn)，能否進(jìn)行合理的運(yùn)用，對我國的航空領(lǐng)域有著很大的影響。因此，我們要盡快解決存在的問題，是我國的飛機(jī)裝配定位技術(shù)早日成熟。

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