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            伺服压机在飞机数字化装配技术中的发展与应用

            发布日期:2018.08.22     浏览次数:563

            现代伺服压机在飞机制造方面也得到广泛的应用,汇集当今各种高新技术于一体,被誉为人类现代工业科技之花,航空工业也因此成为各国经济和国防建设的战略性产业,得到了持续和快速的发展,同时也带动着伺服压机、新材料、通信电子等其他高新技术产业尤其是高新制造产业的蓬勃发展。

            伺服压机在飞机数字化装配技术中的发展与应用

            飞机装配是根据尺寸协调原则,将各零部件或组件按照设计技术要求进行组合、连接,形成高一级的装配件直至整机的过程,是整个飞机制造过程中最为关键的一环?;毓朔苫ひ档姆⒄?,飞机装配技术经历了从人工装配、半机械/半自动化装配到机械/自动化装配的发展历程,而目前得到各经济、军事发达国家高度重视的数字化装配技术,正成为现代飞机制造的科技制高点。


            伺服压机数字化装配技术国内外发展现状

            新一代飞机制造为飞机装配提出了日益苛刻的装配技术要求,传统的装配手段已无法满足,具体体现在以下几个方面:

            (1)大尺寸框梁骨架装配精度不易保证。

            飞机骨架零件的大型化,零件制造及装配过程中的自身大变形,装配过程缺乏有效的检测及控制措施,这些均导致目前的装配手段已无法满足高指标的设计技术条件要求。

            (2)复合材料的大量使用带来的制孔质量差、效率低。

            飞机大量采用复合材料带来了复合材料的制孔问题。从现有的实际生产情况来看,单纯依靠传统的手工制孔,很容易出现复材分层、孔径椭圆等问题,产品质量无法保证。而大量的大直径、厚夹层(复材+钛合金)结构采用手工制孔,对工人操作技能要求极高、制孔效率低、故障率高,由此带来的质量、进度风险尤为突出。

            (3)飞机表面连接件安装质量不稳定。

            目前的手工制孔、划窝方式,无法有效保证制孔的法向及划窝深度要求,易出现由于孔位倾斜、划窝深度不准确导致的连接件头部凹凸量超差,影响飞机隐身性能。

            面对这些情况,为了保证飞机装配质量,满足机体长寿命要求,同时提高生产效率,数字化装配(伺服压机)成为必然的选择。



            伺服压机在飞机数字化装配技术国外现状

            自20世纪80年代后期,随着计算机信息和网络技术的飞速发展,以美国波音、洛克希德•马丁公司和欧洲空客公司为代表的大型飞机公司均开始并采用飞机数字化装配技术。波音777、A380、JSF等新型军、民机的生产研制过程,充分体现了国外发达国家飞机制造过程中数字化装配技术(伺服压机)的现状和发展趋势。

            洛克希德•马丁公司在研制JSF战斗机之初,就提出了将单架生产周期从15个月缩短到5个月,工装从350件减少到19件,制造成本降低50%等指标。为实现这些指标,他们采用了数字化装配手段,取消了75%有关制孔的工具和工装,应用一种先进的龙门钻削系统,采用激光定位、电机驱动进行精密制孔,大大提高了制孔质量以满足飞机长寿命要求,同时也使部件的装配工作节省了90%的时间[1-2]。

            波音公司在787生产的过程中,其结构材料有50%是复合材料,机身的大部段壳体基本上都是复合材料的??悸堑礁床幕褰峁沟奶厥庑?,钻孔时材料层间容易劈裂,而且又不适宜敲打,所以它们的连接不能用一般的铆接技术来实现。另一方面,考虑到波音787客机的生产批量大,有数量巨大的孔需要钻制,所以波音和合作伙伴研制了专用的自动化钻孔铆接设备和相关的工艺技术,以此来确保波音787客机的装配连接质量和速率,同时保持低的成本。另外,还在总装过程中采用了iGPS系统,使多用户、大尺度、高精度的测量成为了可能。

            空客公司也大规模地采用了数字化的柔性壁板装配(伺服压机)系统,集成了电磁铆接技术和柔性装配工装,来解决翼梁大型构件的自动化装配问题。


            伺服压机在飞机数字化装配技术国内现状

            伺服压机国内的飞机装配,虽然在局部上也采用了较为先进的技术,如采用CAD技术进行了包括建立型架标准件库和优化型架及参数设计,对工装、工具和产品的装配过程进行了三维仿真等,开始采用激光测量+数控驱动的定位方式,部分机型还采用了自动钻铆技术等,但总体上与发达国家相比还存在较大差距,具体表现在:

            (1)飞机设计制造仍主要采用串行模式,工装、工艺设计与产品设计脱节,制造模式未真正实现到并行模式的转换,导致飞机装配协调困难、返工率高;

            (2)尚未实现人机交互的装配仿真以及装配路径的优化;

            (3)仍然采用以专用工装为主的刚性定位装配方式,导致飞机制造成本居高不下;

            (4)数字化装配(伺服压机)应用规模有限,尚未实现一个完整型号真正意义上的全面数字化。

            伺服压机在飞机数字化装配技术中的发展与应用就介绍到这里,了解更多伺服压机的应用知识请关注我们。

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