飛機數(shù)字化裝配技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

陳金祥

（航空工業(yè)西安飛機工業(yè)（集團）有限責(zé)任公司制造工程部，西安710089）

1 引言

在新時期，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展推動了我國飛機裝備技術(shù)的進步，在一定程度上也增強了我國的綜合實力。但是由于我國的飛機數(shù)字化裝配技術(shù)的發(fā)展尚在初期階段，因此，在實際的應(yīng)用過程中仍然存在著很多問題。為此，我國飛機制造行業(yè)應(yīng)該加強對數(shù)字化裝配技術(shù)的分析和研究，不斷優(yōu)化數(shù)字化裝配技術(shù)在飛機制造中的應(yīng)用[1]?；诖?，本文就我國飛機數(shù)字化裝配技術(shù)在發(fā)展中的問題、飛機數(shù)字化裝配中主要應(yīng)用的技術(shù)以及具體應(yīng)用等方面做了簡單分析，希望對提高我國飛機制造的數(shù)字化水平有所啟示和幫助。

2 我國飛機數(shù)字化裝配技術(shù)在發(fā)展中存在的問題

2.1 大尺寸框梁骨架裝配的精度有待提高

現(xiàn)階段，我國在飛機數(shù)字化裝配技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用中存在的最大的問題就是大尺寸框梁骨架裝配的精度還有待提高。具體表現(xiàn)為：第一，近年來，隨著我國航空事業(yè)的發(fā)展，我國對于飛機制造工作也提出了更加深層次的要求，在一定程度上也推動了我國飛機骨架零件制造裝配技術(shù)的發(fā)展。但是，從目前我國飛機大尺寸框梁骨架裝配工作的實際現(xiàn)狀來看，零件在制造過程中經(jīng)常會出現(xiàn)變形的情況，使得大尺寸框梁骨架裝配的精度難以得到保證；第二，我國的部分飛機制造企業(yè)缺乏對飛機大尺寸框梁骨架裝配工作的控制和檢測，使得在飛機零件制造和裝配過程中存在問題，最終影響整架飛機的制造質(zhì)量。

2.2 飛機的制孔質(zhì)量存在問題

目前，我國的飛機制造企業(yè)最常用的飛機制造材料就是復(fù)合材料，雖然復(fù)合材料的應(yīng)用使得飛機的整體性能得到了大幅度的提升，但是，由于復(fù)合材料本身存在問題，其在應(yīng)用過程中也極易引發(fā)制孔質(zhì)量問題。具體表現(xiàn)為：第一，我國部分飛機制造企業(yè)在實際的制孔工作中，仍然采用傳統(tǒng)的手工制孔方式，這種方式在應(yīng)用過程中很容易出現(xiàn)孔徑橢圓和復(fù)材分層等各種質(zhì)量問題，進而降低飛機制造的質(zhì)量；第二，手工制孔方式對工作人員的專業(yè)水平和技術(shù)能力也有著很高的要求，否則就會增加在制孔過程中出現(xiàn)故障的幾率，最終影響制孔工作的效率。我國部分負責(zé)飛機制造和裝配的工作人員的工作能力還有待提高，這也是影響我國飛機制孔質(zhì)量的重要因素。

3 飛機數(shù)字化裝配的幾種主要應(yīng)用技術(shù)

3.1 多系統(tǒng)集成控制技術(shù)

當(dāng)前，我國飛機數(shù)字化裝配中最主要的應(yīng)用技術(shù)就是多系統(tǒng)集成控制技術(shù)，這種技術(shù)在實際的應(yīng)用過程中還存在著諸多不足和注意事項。首先，多系統(tǒng)集成控制技術(shù)在操作過程中，部分環(huán)節(jié)和關(guān)鍵點還沒有實現(xiàn)聯(lián)合作用，最直接的體現(xiàn)就是缺乏飛機制造所需要的工藝、計劃以及測量數(shù)據(jù)等。因此，數(shù)據(jù)之間還沒有建立緊密的聯(lián)系，在很大程度上也影響了數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用水平。其次，多系統(tǒng)集成控制技術(shù)在裝配過程中需要對各項數(shù)據(jù)進行有效整合和分析，進而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的最大化利用。最后，相關(guān)工作人員在進行數(shù)據(jù)整合時，需要結(jié)合飛機的實際特點，從而嚴格按照飛機的接口標(biāo)準操作執(zhí)行，保證多系統(tǒng)集成控制技術(shù)的應(yīng)用有效性。

3.2 自動化精確制孔技術(shù)

飛機在裝配過程中，還需要應(yīng)用自動化精確制孔技術(shù)，從而實現(xiàn)機械之間的連接，加固飛機的整體設(shè)備。我國現(xiàn)階段在飛機制孔工作中通常情況下采用的是人工制孔方法，這種制孔方式的精確程度還有待提高。另外，人工制孔方式在實際操作時，需要的裝配時間也較長，大大降低了飛機制造和裝配的工作效率，影響其他裝配工作的進行。因此，通過應(yīng)用自動化精確制孔技術(shù)，可以在很大程度上提高飛機制孔的精度，保證制孔效率。同時，應(yīng)用自動化精確制孔技術(shù)還可以節(jié)約成本，保證企業(yè)的經(jīng)濟效益。

3.3 高效長壽命連接技術(shù)

高效長壽命連接技術(shù)對于完善飛機結(jié)構(gòu)、提升飛機的抗疲勞能力等方面都有著至關(guān)重要的現(xiàn)實意義。具體表現(xiàn)為：第一，通過應(yīng)用高效長壽命連接技術(shù)可以有效提高飛機的耐久性和可靠性，進而增加飛機的使用時間，保證飛機的使用壽命；第二，我國傳統(tǒng)的連接技術(shù)采用的是鉚接以及液壓的方式，這種方式雖然連接效果比較好，但是在實際的應(yīng)用過程中很容易對裝配設(shè)備造成損害，而高效長壽命連接技術(shù)采取的是密封連接的方式，在通常情況下選擇的材料是鈦合金材料，可以有效避免對裝配設(shè)備造成損害。同時，通過應(yīng)用高效長壽命連接技術(shù)，還可以結(jié)合飛機的實際特點，有針對性地研究相關(guān)的長壽命連接單元，最終達到增加飛機使用壽命的效果。

3.4 大尺寸精密測量技術(shù)

在飛機裝配工作中應(yīng)用大尺寸精密測量技術(shù)，可以提高飛機測量工作的精確度，進而對飛機的其他裝配工作起到一定的保障作用。因此，大尺寸精密測量技術(shù)是我國飛機數(shù)字化裝配工作中的必要條件和技術(shù)基礎(chǔ)。同時，在實際的飛機裝配工作中，無論是從技術(shù)上還是從測量工作本身來講，都有著很高的工作要求。因此，飛機在裝配過程中，必須采取大尺寸精密測量技術(shù)來保證測量工作的準確度，然后再結(jié)合相關(guān)的GPS 以及激光跟蹤測量方法保證測量效果。由此可見，大尺寸精密測量技術(shù)在我國飛機裝配工作中還具有很大的應(yīng)用和發(fā)展前景。

4 飛機數(shù)字化裝配技術(shù)的實際應(yīng)用

4.1 在技術(shù)應(yīng)用平臺的應(yīng)用

飛機數(shù)字化裝配技術(shù)在我國飛機制造和裝配工作中的首要應(yīng)用就是技術(shù)應(yīng)用平臺的應(yīng)用。技術(shù)應(yīng)用平臺主要包括飛機的數(shù)據(jù)平臺層、專業(yè)技術(shù)層、裝配過程層、應(yīng)用系統(tǒng)層和通用技術(shù)層[2]。具體應(yīng)用為：第一，飛機的數(shù)據(jù)平臺層指的是在飛機裝配過程中建立技術(shù)和系統(tǒng)活動的關(guān)系，實現(xiàn)對飛機壽命的管理。同時，數(shù)據(jù)平臺層還可以對飛機數(shù)據(jù)資源進行統(tǒng)籌管理和規(guī)劃，是數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)。第二，專業(yè)技術(shù)層指的是對整個飛機裝配過程中的各項技術(shù)進行拆分，進而完善飛機的裝配設(shè)計、裝配工藝，提高數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用效果，保證飛機裝配工作的效率。第三，應(yīng)用系統(tǒng)層存在于飛機裝配工作的集成環(huán)境中，通常情況是由軟硬件系統(tǒng)組成，而軟硬件系統(tǒng)又包含著飛機的各種裝配技術(shù)和裝配工藝。第四，通用技術(shù)層所包含的內(nèi)容較為廣泛，例如，飛機裝配的機械電子技術(shù)、自動化技術(shù)以及各種數(shù)字化技術(shù)等。

4.2 在飛機機翼的裝配模擬方面的應(yīng)用

數(shù)字化裝配技術(shù)還被應(yīng)用在飛機機翼的裝配模擬方面，具體表現(xiàn)為：第一，通過應(yīng)用數(shù)字化裝配技術(shù)，相關(guān)工作人員可以模擬飛機機翼的裝配環(huán)境，應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)中的仿真裝配技術(shù)創(chuàng)造三維數(shù)模，進而完善機翼的裝配流程。第二，在創(chuàng)設(shè)模擬環(huán)境之后，工作人員要結(jié)合飛機裝配的實際要求，調(diào)整模擬設(shè)計。同時，還需要特別注意的一點是工作人員在模擬飛機機翼的裝配環(huán)境時，要嚴格按照相關(guān)的模擬要求進行，從而保證模擬效果。第三，在模擬工作完成之后，工作人員就可以根據(jù)模擬過程進行實際的飛機機翼裝配，有效避免飛機機翼在裝配中可能出現(xiàn)的各種問題。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著時代的發(fā)展進步，我國的數(shù)字化裝配技術(shù)的發(fā)展水平也越來越高。我國的飛機制造和裝配企業(yè)也逐漸地開始應(yīng)用數(shù)字化裝配技術(shù)來提高飛機裝配的水平，在很大程度上也提高了飛機的制造質(zhì)量，促進了我國航空事業(yè)的發(fā)展。