機(jī)器人技術(shù)在航空維修中的應(yīng)用

段金毅 劉華

【摘 要】近年來我國的民航事業(yè)獲得了前所未有的大力發(fā)展，而民航飛機(jī)業(yè)已成為許多居民長途出行的首選，為我國的交通事業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)了不容小覷的力量。而作為長期以來幫助我國航空飛機(jī)維持穩(wěn)定和安全飛行的重要組成部分，航空維修技術(shù)水平的高低，將直接決定我國民航事業(yè)的發(fā)展水平。而在這一維修過程當(dāng)中，機(jī)器人技術(shù)的運(yùn)用早已普及但在我國還未達(dá)到成熟。因此，本文以機(jī)器人技術(shù)在航空維修過程中的應(yīng)用水平和方向為出發(fā)點，借助對實際案例的探討，來討論當(dāng)前這一技術(shù)的發(fā)展水平和前景，以求更好地推動我國航空事業(yè)的進(jìn)步。

【關(guān)鍵詞】機(jī)器人技術(shù)；航空事業(yè)；航空維修；民航飛機(jī)

引言

一般來說，當(dāng)民航企業(yè)現(xiàn)有的飛機(jī)經(jīng)過了一定的飛行時長之后，就必然需要進(jìn)行全面地維修以保障其使用的安全性[1]。此時民航企業(yè)一般會將其送到大的維修基地。跟建造飛機(jī)時從無到有的過程不同，對于現(xiàn)有飛機(jī)的全面維修，一方面要對其進(jìn)行修復(fù)，另一方面也包含著重建的成分。而在這一過程中，就難免有許多單調(diào)的重復(fù)性的勞動，而國外針對這一問題已經(jīng)廣泛采取了機(jī)器人協(xié)助維修技術(shù)，但國內(nèi)這一技術(shù)還未得到廣泛關(guān)注，但鑒于其對于航空維修事業(yè)的巨大意義，本文將對這一技術(shù)展開深入的討論。

一、淺析航空維修特點

跟單純的航空制造飛機(jī)過程有所區(qū)別，航空維修的過程一般具有如下幾個特點。首先，由于在航空維修的過程當(dāng)中，大部分的工作都是在對已有的航空零部件進(jìn)行全面的檢查，檢查內(nèi)容從其外觀是否存在缺損，到其表面是否存在缺陷，再到對其表面的尺寸進(jìn)行測量等等，包含一系列十分精細(xì)且重復(fù)的工作[1]。而當(dāng)前在國內(nèi)的大部分航空維修工廠中，這樣的工作，由于缺乏較高的自動化水平，因此一直都交由人力來完成，不僅對人力的消耗過大，且?guī)淼恼`差也不容小覷。因此，對于自動化的機(jī)器檢修技術(shù)有著極大的需求。

其次，由于航空維修的零部件一般而言都具有種類繁多，且呈小批量性質(zhì)的特點。因此，在實踐當(dāng)中，要想通過大批量的分門別類的方法對其進(jìn)行統(tǒng)一的維修以減少工作量，較難實現(xiàn)。這就需要發(fā)展出具有較強(qiáng)的靈活性的機(jī)器人技術(shù)，并通過這一技術(shù)來更好地滿足多元化的零部件維修需求。

與此同時，要想在航空維修的過程中引入機(jī)器人技術(shù)進(jìn)行輔助，還有一個維修流程會存在較大的困難，那就是飛機(jī)的拆解和除漆這一環(huán)節(jié)[1]。由于這一環(huán)節(jié)在往常的飛機(jī)制造過程中幾乎沒有出現(xiàn)，因此，要想在這一環(huán)節(jié)中引進(jìn)機(jī)器人技術(shù)，就需要從零開始。

最后，由于主要負(fù)責(zé)航空維修工作的企業(yè)，往往無法在進(jìn)行航空維修的過程中獲得來自上游生產(chǎn)鏈的有關(guān)飛機(jī)制造的相關(guān)信息，如此一來要想開發(fā)有效的機(jī)器人維修技術(shù)就會難上加難。

二、淺析當(dāng)前航空維修過程中的機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和方向

雖然當(dāng)前我國航空維修企業(yè)使用機(jī)器人技術(shù)的水平，相比于航空制造業(yè)還處于方興未艾的階段，但是已然取得了一定的成果，以下，本文就從其發(fā)展現(xiàn)狀和未來的可能方向兩個角度展開分析[2]。

（一）機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

第一，在特殊的航空零件維修過程中的應(yīng)用。一般而言，航空維修企業(yè)都會面臨對存在缺損情況的航空零部件進(jìn)行焊接和尺寸恢復(fù)的工作，并且經(jīng)常采用激光熔覆技術(shù)或者是熱噴涂技術(shù)來解決這一工作過程中的問題[2]。但是借助這兩種技術(shù)雖然能夠進(jìn)行有效的修復(fù)，但是一旦零件和零件之間存在的差異過大，那么在進(jìn)行大批量的維修工作之時，光是對其損傷部位進(jìn)行有效的定位，就要花費巨大的精力，十分不利于航空維修企業(yè)的批量化操作，降低其維修效率。因此，當(dāng)前在這一領(lǐng)域當(dāng)中，許多航空維修企業(yè)都使用了具有高度的靈活性和柔性化能力的工業(yè)機(jī)器人，如此一來，這一問題就獲得了很好的解決[3]。

第二，在檢測零件尺寸和外觀的過程中，應(yīng)用機(jī)器視覺技術(shù)。這一技術(shù)的應(yīng)用在某些時候可以發(fā)揮出巨大的效用。比如，當(dāng)維修人員需要通過目測的方式，來對具有近10萬個小孔的飛機(jī)進(jìn)氣道防護(hù)柵進(jìn)行維修的時候，就必須承擔(dān)巨大的工作量，且還會出現(xiàn)很多難以避免的誤差，這就使得這一過程的維修質(zhì)量得不到最大程度的保障[3]。而在應(yīng)用了這一機(jī)器視覺技術(shù)之后，這一防護(hù)柵其中存在的裂紋都可以在機(jī)器的視角下獲得巨細(xì)無遺的檢視，并通過自動成像系統(tǒng)來確定和記錄其中存在的問題，以此提高修復(fù)的效率。

第三，在對飛機(jī)的大部件進(jìn)行運(yùn)輸和裝配的過程中，全面應(yīng)用全向移動技術(shù)[3]。在對航空飛機(jī)進(jìn)行維修的過程中，有一個長期困擾相關(guān)工作人員的問題，那就是如何對其中的某些較大的部件進(jìn)行運(yùn)輸和裝配工作。但是在借助全向移動技術(shù)之后，這一問題就得到了有效的解決，車輛不僅可以在平面上進(jìn)行任何角度的移動，還能夠更為有效地運(yùn)輸飛機(jī)的大型部件。

（二）機(jī)器人技術(shù)未來在航空維修領(lǐng)域的發(fā)展方向

第一，借助機(jī)器人的智能化操作，來進(jìn)行有效的重物搬運(yùn)和裝配活動。一般而言，在需要對質(zhì)量較重的航空維修部件或者物品進(jìn)行運(yùn)輸和裝配的時候，航空維修公司都會使用不具備高精度水平和柔性水平的廠房行車來完成，使得實際工作過程中的需要很難被有效滿足[4]。因此，如果能夠在未來有效地應(yīng)用高度智能化的機(jī)器人技術(shù)來完成這一工作，就能夠使得這一運(yùn)輸與吊裝的工作具備更高的靈活性，使其工作目標(biāo)得以更好地完成。與此同時，還能夠使得航空維修企業(yè)的一線員工得到最大程度的解放，一舉多得。

第二，借助機(jī)器人技術(shù)，進(jìn)行自動智能化的除漆工作和噴漆工作[4]。近年來我國的軍用飛機(jī)領(lǐng)域也不斷開發(fā)出新型的隱身戰(zhàn)機(jī)，而針對這一類型的戰(zhàn)機(jī)，其不管是除漆還是噴漆工作，相較于普通的戰(zhàn)機(jī)都具有較高的難度。因此，如果不開發(fā)出更為先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)，來完成這一工作，那么必將給我國的軍用戰(zhàn)機(jī)的發(fā)展帶來負(fù)面的影響。

第三，借助機(jī)器人技術(shù)，來實現(xiàn)航空零部件的精細(xì)化打磨[5]。航空飛機(jī)當(dāng)中的許多零部件，都會在長時間的使用過后，出現(xiàn)不同程度的劃傷情形和腐蝕情況，在這樣的前提下，要相對其使用性能進(jìn)行全面的恢復(fù)，就必須借助人工打磨的方式。一般而言，人工打磨方式可以很有效地恢復(fù)小型零部件的使用性能，但是對于大型部件的恢復(fù)，則由于技能不足和缺乏足夠的勞動強(qiáng)度而無法很好地完成。在這樣的背景下，如果能夠借助機(jī)器人技術(shù)，研究出相應(yīng)的能夠?qū)@一人工打磨方式進(jìn)行替代的智能化處理方法，必然能夠有效地發(fā)展我國的航空維修事業(yè)[5]。

三、結(jié)束語

由于長期以來航空維修企業(yè)一直處于這一飛機(jī)產(chǎn)業(yè)的下游，因此其相應(yīng)的技術(shù)也沒有得到較好的發(fā)展。但是這一領(lǐng)域?qū)ξ覈暮娇帐聵I(yè)的進(jìn)步又有著不容小覷的影響，其技術(shù)水平能否逐步提高，將決定著我國航空事業(yè)的發(fā)展高度[5]。一次你，本文以機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展為基本視角，全面探析了如何將這一技術(shù)更好地應(yīng)用于航空維修領(lǐng)域，希望能夠為我國航空事業(yè)的進(jìn)步貢獻(xiàn)一己之力。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：1新疆五家渠69008部隊40分隊；

2新疆五家渠69008部隊41分隊）