数字化技术在飞机装配中的应用.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：数字化技术在飞机装配中的应用研究飞机装配数字化技术的应用使我国航空产品的开发发生观念性的改变促进企业管理体制、型号研制过程的一系列变革并向着开放式的、具有快速应变能力物创新能力的现代型企业方向发展.国内外飞机装配技术现状1.1国内现状我国的飞机装配技术和组织管理方式虽然在局部上采用了较先进的技术如利用激光跟踪仪或计算机辅助经纬仪（ComputerAidedTheodoliteCAT）技术安装型架少数采用了自动钻铆技术简化了装配型架结构。但与发达国家相比还存在较大差距主要表现在：（1）上述技术尚不配套应用上不成熟加上我国多年来对飞机装配技术缺乏研究资金投入不足仅满足于能把飞机制造出来目前飞机装配还是沿袭着过去几十年来批生产的手工作业模式；（2）飞机的设计制造仍主要采用串行模式制造模式未实现根本转变；（3）数字化技术的应用规模较小还未实现一个完整型号的全面数字化；（4）各环节虽然已实现数字量传递但仍存在信息孤岛现象未打通飞机数字化设计制造生产线模拟量传递依然大量存在；（5）工装、工艺设计与产品设计脱节未能充分实现并行工程造成飞机装配协调困难返工率高；（6）在装配技术方面虽然局部采用了数字化技术如在协调方式上局部采用了数字量传递方法但模拟量传递仍然是当前众多企业飞机制造的主要协调方法；（7）采用专用工装装配光学仪器测量安装仍是目前飞机装配的主要手段未能在数字化装配技术方面实现新的突破导致飞机制造成本居高不下；（8）装配工人在现场工作需要仔细翻阅大量的图纸、工艺文件而且经常会出现工作上的失误造成装配质量问题影响装配周期。1.2国外现状飞机产品数字化设计制造技术是20世纪80年代后期以来随着CAD/CAM、计算机信息和网络技术的发展以美国为首的西方发达国家开始研究并首先采用的一项新技术。这项技术以全面采用数字化产品定义、数字化预装配、产品数据管理、并行工程和虚拟制造技术为主要标志从根本上改变了飞机传统的设计与制造方式大幅度地提高了飞机设计制造技术水平。美国波音777飞机的研制由于全面采用了该项新技术使研制周期缩短50%出错返工率减少75%成本降低25%成为数字化设计制造技术在飞机研制中应用的标志和里程碑。目前以波音公司为代表的飞机设计制造公司的数字化技术已经成熟应用到多种飞机的研制过程中并取得了很好的效益。(1)洛克希德·马丁公司在研制JSF战斗机X-35过程中明确提出：要使JSF飞机装配制造过程的周期缩短67%其中单架周期要从15个月缩短到5个月；工艺装备由350件减少到19件即减少95%；制造成本降低50%等此外洛克希德·马丁公司在JSF装配中还应用了一种十分先进的龙门钻削系统（JGADS）它使用激光定位、电磁马达和“压脚”（pressurefoot）进行精密钻孔加快了装配过程形成紧配合产生光谱表面不仅减少了摩擦还满足了JSF耐久性需求其钻孔出错率仅为百万分之三优于世界钻孔百万分之三点四的质量标准而且在处理大型零件时能容易地拆卸、移动和重新装配还取消了75%的钻孔工具和工装使部件的安装工作节省了90%的时间。(2)波音公司在研制X-32机时也是如此当零部件汇集到JSF方案验证机总装基地——加利福尼亚州帕姆戴尔时已见不到通常陪伴在飞机生产线上的巨大型架取而代之的是一种通用支架用它支撑JSF的主要部件利用4部Zeiss激光跟踪仪对它们进行空间定位和其他装配工作并取得了很好的效果。在X-45无人驾驶战斗机项目中也采用了这一先进技术。随着X-32装配工作的进展工人们开始佩带一种挂在腰间的微型计算机该机通过单目镜片能把装配顺序和装配好的部件状态投射到正在装配部件的上方让工人方便直观地进行装配工作无需再细读图纸翻阅工艺文件使装配周期缩短50%成本降低30%～40%。洛克希德·马丁和波音等飞机制造公司在飞机装配技术方面采取了以下的技术措施：·设计制造并重产品设计与装配设计紧密结合实施并行工程。·在生产组织和管理上广泛采用精益生产的思想和方法精简了工作业务流程。·全面采用数字化设计制造技术大范围进行数字装配过程仿真模拟。·建立单一产品数据源实现工程BOM、制造BOM以及维护BOM的有效转换保证数据传递过程中的一致性。·普遍采用数控自动钻铆技术大幅度提高了