五軸自動(dòng)制孔設(shè)備在飛機(jī)裝配中的應(yīng)用

詹建國(guó)

（中航飛機(jī)股份有限公司，陜西 西安 710089）

五軸自動(dòng)制孔設(shè)備的特點(diǎn)是，在其中配置多個(gè)軸向的設(shè)備運(yùn)行系統(tǒng)和運(yùn)行路徑，并且可以根據(jù)具體的需要，在整個(gè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)上裝配不同的制孔設(shè)施，從而根據(jù)規(guī)劃的工作標(biāo)準(zhǔn)完成所有的工作任務(wù)。在飛機(jī)的裝配過(guò)程中，制孔過(guò)程可通過(guò)五軸自動(dòng)制孔設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有數(shù)據(jù)的錄入、收集和遵循，之后才可以讓該設(shè)備可以正式使用，并在飛機(jī)的裝配過(guò)程中起到高水平的作用。

1 飛機(jī)裝配工程對(duì)制孔設(shè)備提出的要求

1.1 精準(zhǔn)度要求

飛機(jī)裝配工程中對(duì)于各類設(shè)備的運(yùn)行要求是，要能夠根據(jù)當(dāng)前設(shè)定的專業(yè)工作方案和制孔位置，通過(guò)整個(gè)系統(tǒng)的自主化運(yùn)行，在已經(jīng)設(shè)定的點(diǎn)位上完成相關(guān)的操作，所有的操作過(guò)程，要能夠具備極高的準(zhǔn)確度，同時(shí)準(zhǔn)確度的標(biāo)準(zhǔn)從整體上可以表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一個(gè)是在空間位置方面的精準(zhǔn)度，另一個(gè)是在孔洞本身參數(shù)方面的精準(zhǔn)度，對(duì)前項(xiàng)工作，要求制孔設(shè)備要能夠按照既定的坐標(biāo)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有信息的收集和利用，而之后才可以在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)完成制孔操作，對(duì)于后項(xiàng)工作，則要求根據(jù)所有孔洞的直徑、深度以及螺旋關(guān)系，對(duì)相關(guān)設(shè)施進(jìn)行合適的調(diào)整，并且讓所有取得的參數(shù)本身，誤差保持在控制范圍內(nèi)，之后讓所有孔洞的運(yùn)行質(zhì)量、運(yùn)行方法與工作方法可以取得高質(zhì)量成果。

1.2 制孔時(shí)間要求

飛機(jī)的裝配過(guò)程中，涉及多類設(shè)備的安裝以及整個(gè)工程時(shí)間的壓縮要求，因此，在制孔過(guò)程中，要能夠合理控制該過(guò)程的具體工作時(shí)間，才可以在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成所有的裝配工作任務(wù)。要求在自動(dòng)制孔設(shè)備的運(yùn)行階段，一方面，其本身可以根據(jù)既定的程序綜合完成所有的工作任務(wù)；另一方面，設(shè)備的自主切換和自主運(yùn)行過(guò)程中，也可以根據(jù)已經(jīng)建立的專業(yè)化工作標(biāo)準(zhǔn)，綜合取得所有的信息，之后把這類信息在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部自主分析和優(yōu)化，從而在已經(jīng)制定的坐標(biāo)系內(nèi)，根據(jù)構(gòu)造的監(jiān)管原則和監(jiān)管方案，控制所有孔洞的位置，并且可以在最短的時(shí)間內(nèi)完成所有的制孔工作。同時(shí)，需要注意的是，該過(guò)程中也要能夠合理控制補(bǔ)償時(shí)間，所謂補(bǔ)償時(shí)間，制孔工作中所產(chǎn)生的實(shí)際工作時(shí)間和設(shè)計(jì)方案之間的差值，當(dāng)然，差值包括兩種，即正插值和負(fù)查值，如果是正差值，意味著實(shí)際的制孔時(shí)間要高于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)，需要從其他的工藝內(nèi)調(diào)配一定時(shí)間，應(yīng)用于對(duì)制孔工程的補(bǔ)償。

1.3 制孔質(zhì)量要求

制孔質(zhì)量的要求一共有兩個(gè)：一個(gè)是對(duì)于孔洞具體建設(shè)和裝配位置參數(shù)的確定，實(shí)際上在該參數(shù)的具體選擇過(guò)程中，和上文提及的精準(zhǔn)度要求相同，因此，在該過(guò)程中本文不再贅述。另一個(gè)則是，孔洞本身對(duì)相關(guān)材料產(chǎn)生的擠壓效果以及在制作過(guò)程中相關(guān)材料產(chǎn)生的負(fù)面影響，這類參數(shù)要能夠得到控制，只不過(guò)，在具體的處理階段，自動(dòng)制孔設(shè)備實(shí)際上并不會(huì)對(duì)周邊材料區(qū)域造成極其嚴(yán)重的負(fù)面干擾，但是如果相關(guān)工藝的選擇不合理，則很容易引發(fā)孔洞本身的生產(chǎn)質(zhì)量問(wèn)題。

1.4 自動(dòng)控制要求

自動(dòng)控制優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在兩方面：一個(gè)是對(duì)控制人員數(shù)量方面的調(diào)整，另一個(gè)則是整套控制系統(tǒng)可以提高工作質(zhì)量，工作人員參加啟動(dòng)修復(fù)工作的構(gòu)造，通過(guò)對(duì)制孔技術(shù)的操作和使用方法，可以通過(guò)對(duì)這類信息的查找和利用，使得整個(gè)系統(tǒng)可以完全根據(jù)已經(jīng)加入的控制軟件和控制指令，完成專業(yè)性的自控操作任務(wù)。此外，要求自動(dòng)控制系統(tǒng)本身具有極高的精準(zhǔn)度，無(wú)論是在傳統(tǒng)控制論下還是現(xiàn)代控制理論下，自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性、精準(zhǔn)性和時(shí)效性這三個(gè)參數(shù)只能同時(shí)保證兩個(gè)，因此，在自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)造過(guò)程中，要能夠根據(jù)該設(shè)備的本身操作準(zhǔn)則、運(yùn)行要求和操作方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類運(yùn)行參數(shù)的控制方法進(jìn)行合適控制。

2 五軸自動(dòng)制孔設(shè)備在飛機(jī)裝配中的應(yīng)用方案

2.1 設(shè)備選用

在設(shè)備的使用過(guò)程中，要能夠使用當(dāng)前已經(jīng)開發(fā)完善和整個(gè)管理體系健全的設(shè)備，基于對(duì)當(dāng)前市場(chǎng)內(nèi)各類五軸自動(dòng)制孔設(shè)備生產(chǎn)廠家工作水平、工作原則和工作方案的分析，本文最終選用了LOXIN公司生產(chǎn)的五軸自動(dòng)制孔設(shè)備，該設(shè)備的應(yīng)用過(guò)程中，在設(shè)備的終端可以根據(jù)實(shí)際需要配置不同的設(shè)施，另外，在當(dāng)前的生產(chǎn)構(gòu)造階段，無(wú)論是對(duì)于依托于該硬件設(shè)備的自動(dòng)控制系統(tǒng)，還是對(duì)于其他的各類軟件，都已經(jīng)處于較完善的建設(shè)狀態(tài)，因此，從最終取得的作用效果上來(lái)看，選擇該設(shè)備本身可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的科學(xué)完整構(gòu)造，并且從構(gòu)造和使用成果上看，可以在很大程度上規(guī)避制孔精度的問(wèn)題。

2.2 設(shè)備裝配

在各類設(shè)備的裝配過(guò)程中，一方面，是實(shí)現(xiàn)對(duì)于硬件設(shè)施的裝配；另一方面，是對(duì)于軟件設(shè)施的裝配。在本文選擇的相關(guān)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，其具有占地面積較小，并且能夠完整順應(yīng)工業(yè)4.0系統(tǒng)的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)特征，因此，在硬件設(shè)施的配置階段，要能夠?qū)⑵溲b配于飛機(jī)組裝過(guò)程中所牽涉的所有狀況區(qū)域，并且在下方構(gòu)造設(shè)備的移動(dòng)平臺(tái)，從而讓該設(shè)備可以通過(guò)自行移動(dòng)，綜合實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前運(yùn)行地點(diǎn)、運(yùn)行過(guò)程和運(yùn)行調(diào)整方案的構(gòu)造。在軟件系統(tǒng)的建設(shè)和配置過(guò)程中，要能夠針對(duì)自動(dòng)鉆孔平臺(tái)建立專門性的控制計(jì)算機(jī)，并且根據(jù)LOXIN公司開發(fā)出的自動(dòng)控制系統(tǒng)，在該計(jì)算機(jī)內(nèi)安裝自動(dòng)控制軟件，并且由專業(yè)的工作人員在其中輸入飛機(jī)裝配過(guò)程中所涉及的坐標(biāo)系信息以及孔洞位置信息等，通過(guò)對(duì)這類信息的協(xié)同使用，才可以讓設(shè)備本身完全根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)完成所有的自動(dòng)調(diào)整任務(wù)。

2.3 設(shè)施處理

相關(guān)設(shè)施的處理過(guò)程，主要是對(duì)終端各類設(shè)施的處理，在當(dāng)前的飛機(jī)裝配過(guò)程中，孔洞的制作過(guò)程，實(shí)際上，孔洞本身就已經(jīng)存在不同的類型，并且使用的工藝也包括多個(gè)步驟。比如，對(duì)于多層材料的夾層結(jié)構(gòu)，在制孔過(guò)程中，當(dāng)前，就已經(jīng)開發(fā)出了冷軋鉆孔技術(shù)，牽涉的工藝包括初步鉆孔、向外擠壓、內(nèi)螺紋制作、變形區(qū)域調(diào)整等。在五軸自動(dòng)制孔技術(shù)的使用中，要根據(jù)所有的處理工藝流程，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類信息的加入，如對(duì)于擠壓裝置，就可以在其中加入液壓擠壓裝置，從而讓該裝置在后續(xù)的運(yùn)行階段，可以根據(jù)設(shè)計(jì)工藝和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)金屬結(jié)構(gòu)形成擠壓作用并控制孔洞直徑。

2.4 工具加載

專業(yè)工具的加載過(guò)程中，一方面，是對(duì)五軸自動(dòng)制孔技術(shù)本身各類工具的配置，該過(guò)程中，要根據(jù)各類設(shè)備生產(chǎn)廠家所提出的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工作要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)周邊環(huán)境的合理控制，并且對(duì)設(shè)備維修過(guò)程中所使用的專業(yè)工具進(jìn)行配置，日常工作階段將這類維修工具配置在專業(yè)的庫(kù)房?jī)?nèi)，需要使用時(shí)，可以直接從庫(kù)房?jī)?nèi)取得。另一方面，是對(duì)各類專業(yè)性設(shè)備的制作，對(duì)于制孔技術(shù)中的液壓擠壓裝置、內(nèi)螺紋的制作工具等，所有工具都要在專業(yè)的空間內(nèi)存儲(chǔ)，之后，根據(jù)各類鉆孔工藝的具體工作要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在其中合理加入相關(guān)設(shè)備。

2.5 工程跟蹤

在工程的具體管理和跟蹤過(guò)程中，可以根據(jù)工業(yè)4.0相關(guān)技術(shù)結(jié)論和技術(shù)理念獲得所有的專業(yè)化數(shù)據(jù)，因此，要求在各類信息的具體處理階段，要能夠在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)建立與之配套的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，比如，LOXIN公司開發(fā)出的五軸自動(dòng)制孔設(shè)備，在使用過(guò)程中，配置的軟件內(nèi)可以通過(guò)當(dāng)前系統(tǒng)手機(jī)各子系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)、該系統(tǒng)的本身運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行方法進(jìn)行綜合性的考量，在取得了這類信息后，則可以把所有的信息直接反饋給自動(dòng)控制系統(tǒng)，由自動(dòng)控制系統(tǒng)及時(shí)分析當(dāng)前是否存在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中和制孔質(zhì)量管理過(guò)程中的問(wèn)題并解決。此外，從其他取得的作用效果上來(lái)看，已經(jīng)構(gòu)造的軟件內(nèi)部要實(shí)現(xiàn)所有數(shù)據(jù)的自主收集，并且這類信息也要能夠提供給相關(guān)工程質(zhì)量的專業(yè)管理者。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在飛機(jī)裝配過(guò)程中，五軸自動(dòng)制孔設(shè)備所能夠發(fā)揮的作用包括精準(zhǔn)度提高、制孔速度提升、制孔質(zhì)量的保障等，在具體使用階段，要能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)相關(guān)設(shè)備的科學(xué)選擇，并且實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)施和軟件設(shè)施的協(xié)同加入，此外，制定專業(yè)的管理制度和信息的收集制度，通過(guò)對(duì)這類方法的使用，才可以讓飛機(jī)裝配過(guò)程中的制孔工藝質(zhì)量得以提高。