站位式飛機(jī)裝配柔性生產(chǎn)線研究

李浩 譚雪鋒 張?jiān)频? 羅軍

摘 要：隨著航空制造業(yè)的不斷發(fā)展趨勢(shì)，相同機(jī)型、不同構(gòu)型任務(wù)日益增多。如何以低成本提高各種型號(hào)和小批量生產(chǎn)的飛機(jī)裝配的生產(chǎn)率就顯得尤為重要。柔性裝配技術(shù)利用自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)、信息管理技術(shù)和制造加工技術(shù)達(dá)到新時(shí)代的發(fā)展需求。文章內(nèi)容介紹了世界各國飛機(jī)裝配生產(chǎn)線的發(fā)展歷史，詳細(xì)介紹了柔性裝配的重要技術(shù)和研究現(xiàn)狀，最后討論了站式飛機(jī)柔性裝配技術(shù)的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：柔性裝配;飛機(jī)裝配;站位式生產(chǎn)線

1飛機(jī)裝配生產(chǎn)線發(fā)展趨勢(shì)歷程

隨著航空業(yè)的快速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)飛機(jī)的需求大大增加。工作環(huán)境是用固定的工位配置上較為剛性的工裝，用手工定位、打孔、裝配為主導(dǎo)的人工操作步驟。傳統(tǒng)的固定式的站位式飛機(jī)裝配生產(chǎn)線，現(xiàn)在已經(jīng)不能夠滿足飛機(jī)市場(chǎng)的需求。在這種情況下，飛機(jī)裝配生產(chǎn)線已經(jīng)從傳統(tǒng)的固定式的手工裝配和單站位的裝配方式逐步改進(jìn)為多站位裝配，并按照一定的節(jié)奏移動(dòng)，精準(zhǔn)化的站位式裝配流水線。站位式的裝配生產(chǎn)線的出現(xiàn)，使飛機(jī)裝配的效率越來越高，大大降低了裝配成本，對(duì)飛機(jī)研發(fā)和批量生產(chǎn)具有長遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義[1]。1980年至今，隨著銷售市場(chǎng)對(duì)飛機(jī)產(chǎn)品人性化要求的不斷提高，飛機(jī)產(chǎn)品呈現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)、高品質(zhì)規(guī)范，以更好更高效地融入市場(chǎng)。因此，現(xiàn)階段有必要對(duì)飛機(jī)組裝生產(chǎn)線進(jìn)行持續(xù)深入的改進(jìn)。

2柔性裝配技術(shù)分析

飛機(jī)柔性裝配技術(shù)是根據(jù)設(shè)計(jì)產(chǎn)品特性的全數(shù)據(jù)量定義，充分利用柔性裝配整體規(guī)劃、智能柔性工裝、信息集成技術(shù)，對(duì)飛機(jī)進(jìn)行精確定位和裝配的裝配技術(shù)。根據(jù)國外柔性裝配技術(shù)的實(shí)際效果分析，柔性裝配飛機(jī)裝配生產(chǎn)線能夠使裝配更加高效和精度，從而減少裝配的周期時(shí)間。柔性裝配技術(shù)具有生產(chǎn)時(shí)間更短、產(chǎn)品質(zhì)量高、對(duì)操作人員依賴弱等優(yōu)點(diǎn)[2]。下面對(duì)柔性裝配生產(chǎn)線必須具備的技術(shù)構(gòu)成進(jìn)行簡單的分析（如圖1所示）。

2.1柔性裝配信息集成技術(shù)

基于產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息智能管理系統(tǒng)PDM，協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)端開展面向裝配的智能飛機(jī)產(chǎn)品進(jìn)行加工設(shè)計(jì)，對(duì)裝配過程的裝配過程進(jìn)行整體模擬仿真規(guī)劃、可組裝性分析，應(yīng)用仿真結(jié)論進(jìn)行柔性工裝設(shè)計(jì)，完成飛機(jī)設(shè)計(jì)方案、加工工藝、工裝、組裝的整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)信息，配合各種優(yōu)秀的裝配機(jī)電一體化裝備數(shù)據(jù)采集和控制代碼指令的下發(fā)，以達(dá)到對(duì)飛機(jī)裝配系統(tǒng)中部分的信息數(shù)據(jù)管理以及集中控制。

2.2飛機(jī)柔性裝配總體規(guī)劃的技術(shù)性

在對(duì)具有數(shù)據(jù)量的飛機(jī)裝配規(guī)劃進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)那疤嵯?，根?jù)對(duì)設(shè)計(jì)方案、制造、輸出精度分布和技術(shù)協(xié)調(diào)等柔性裝配影響因素的分析，對(duì)各種因素和偏差進(jìn)行預(yù)測(cè)分析柔性裝配危害及整個(gè)裝配過程仿真，完整的預(yù)測(cè)分析和控制飛機(jī)部件裝配的總偏差。采用多種優(yōu)良的裝配連接機(jī)械設(shè)備，完成整個(gè)裝配過程的數(shù)據(jù)傳輸及其零部件的自動(dòng)化技術(shù)連接，確保所有裝配生產(chǎn)線的全自動(dòng)高效運(yùn)行，確保產(chǎn)品質(zhì)量。使用智能檢測(cè)武器裝備，在整個(gè)裝配過程中進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量與協(xié)調(diào)，確保裝配精準(zhǔn)度。

2.3數(shù)字化柔性工裝技術(shù)性

在飛行器數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)那疤嵯?，探究使用柔性工裝的模塊化設(shè)計(jì)和參數(shù)化，完成了工裝的快速響應(yīng)、快速重構(gòu)及其數(shù)字化精準(zhǔn)定位，與此同時(shí)，柔性工裝能夠可重構(gòu)特性使按照單一模型規(guī)劃的生產(chǎn)線在一定程度上可以集成到生產(chǎn)線中，進(jìn)而有效地完成生產(chǎn)線更新改造的低成本，提高復(fù)用率。

3站位式飛機(jī)柔性裝配生產(chǎn)線研究

基于對(duì)飛機(jī)裝配線發(fā)展歷程、海外裝配技術(shù)發(fā)展和柔性生產(chǎn)線技術(shù)特點(diǎn)的探究，柔性裝配線可以合理地融入制造訂單信息的可變性。站位式生產(chǎn)線整體規(guī)劃，將飛機(jī)裝配的工作區(qū)分為多個(gè)裝配單元，再加上柔性裝配生產(chǎn)線的技術(shù)性，完成了工藝資源的快速調(diào)整，可以迅速改變生產(chǎn)線的生產(chǎn)方式，使一條生產(chǎn)線達(dá)到一定程度的多種機(jī)型混線制造。使飛機(jī)生產(chǎn)能夠達(dá)到多種類、小批量的生產(chǎn)條件。站位式的柔性裝配生產(chǎn)線的關(guān)鍵特性包括以下多個(gè)層次：

（1）選擇數(shù)字化3D、柔性裝配技術(shù)方法，分析各種飛機(jī)零部件的裝配順序和調(diào)整方案，輸出精度分布，自動(dòng)鉆鉚生產(chǎn)技術(shù)，柔性工裝，機(jī)械設(shè)備，刀量儀器、專用工具和裝配內(nèi)部環(huán)境等，對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行柔性裝配數(shù)據(jù)全過程的可視化仿真和模擬，對(duì)整個(gè)裝配過程進(jìn)行全過程數(shù)據(jù)傳輸，充分體現(xiàn)真實(shí)全過程靈活組裝和改善飛機(jī)的工作條件。實(shí)現(xiàn)裝配調(diào)整的目的。

（2）選用數(shù)字式柔性工裝控制系統(tǒng)。數(shù)字化柔性工裝是柔性裝配技術(shù)的良好支撐點(diǎn)。其關(guān)鍵組成部分適合調(diào)整或部分重組。保證一套工裝可以集成到同一系列的產(chǎn)品和不同的型號(hào)中要求裝配精度定位，同時(shí)裝配精度也有了很大的提高。在柔性工裝設(shè)計(jì)過程中，全面承擔(dān)設(shè)計(jì)產(chǎn)品對(duì)裝配質(zhì)量的要求，貫徹柔性裝配質(zhì)量管理的核心理念，為裝配質(zhì)量管理提供基礎(chǔ)。

（3）充分利用各種優(yōu)良的裝配和連接設(shè)備，例如，柔性化能夠重鑄打孔單元、可改造末端的執(zhí)行器、大型部件集成連接服務(wù)平臺(tái)等技術(shù)裝備，確保柔性制造的裝配質(zhì)量和裝配效率，加上數(shù)字化3D，靈活的裝配工藝技術(shù)數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而完成整個(gè)裝配工藝的自動(dòng)化技術(shù)。

（4）充分利用數(shù)字化檢測(cè)裝備，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確獲取裝配目標(biāo)的規(guī)格等主要幾何參數(shù)，整合結(jié)構(gòu)數(shù)字3D、柔性裝配工藝技術(shù)數(shù)據(jù)信息，準(zhǔn)確獲取裝配目標(biāo)的位置信息，為所連接的設(shè)備提供了極好的理論值和具體準(zhǔn)確的測(cè)量值，為柔性裝配全過程中精確、和諧的裝配操作提供了調(diào)整依據(jù)[3]。

（5）選擇信息化管理方式，集成柔性化工裝、優(yōu)秀裝配連接設(shè)備、數(shù)字化檢測(cè)儀器和制造輔助機(jī)械設(shè)備，實(shí)時(shí)收集各類優(yōu)秀數(shù)字化裝備的反饋數(shù)據(jù)信息，整合數(shù)字化3D、柔性裝配工藝設(shè)計(jì)和輸出規(guī)范，對(duì)各種數(shù)字化裝備進(jìn)行全面管理，完成人、設(shè)備、商品之間的信息溝通，在市場(chǎng)上構(gòu)建數(shù)字化的站位式柔性裝配生產(chǎn)線。并完成整個(gè)機(jī)械裝配整個(gè)過程的合理操控。

4結(jié)束語

站位式飛機(jī)柔性裝配生產(chǎn)線在提高裝配裝的利用率方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。可快速解決因制造訂單信息多變而導(dǎo)致生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)周期時(shí)間增加的問題。同時(shí)，柔性裝配技術(shù)選用了許多優(yōu)秀的軟硬件系統(tǒng)軟件，極大地促進(jìn)了組裝效率的提高。因此，站位式的飛機(jī)柔性裝配生產(chǎn)線響應(yīng)不同訂單信息產(chǎn)生的同型號(hào)、不同規(guī)定，改進(jìn)改裝飛機(jī)生產(chǎn)的日常任務(wù)或改進(jìn)同型號(hào)飛機(jī)的管理方法和調(diào)整。生產(chǎn)線可以在短時(shí)間內(nèi)快速重新布置，組織進(jìn)行生產(chǎn)組裝，裝配生產(chǎn)線的反應(yīng)能力提高，完成對(duì)客戶市場(chǎng)需求的快速反應(yīng)，使的公司生產(chǎn)組織能力和適應(yīng)變化的能力不斷提高。促使航空制造業(yè)正朝著模塊化、集成化、智能化、經(jīng)濟(jì)和綠色化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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