飞机自动化装配技术的应用与发展.docx

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Summary：飞机自动化装配技术涉及数控柔性定位技术、数控制孔技术、数字化测量技术和计算机软件等众多先进技术和装备，是机械、电子、控制、计算机等多学科交叉融合的高新技术。飞机制造是一项技术难度大、过程极其复杂的系统工程，而随着用户对大型军用和民用飞机的安全性、舒适性、实用性等要求越来越高，以及其结构尺寸大、零件数量及种类繁多、协调关系复杂，必然导致大型飞机的产品越来越复杂。大型飞机装配技术已成为当前飞机生产过程中的重点和难点。
Keys：飞机；自动化；装配技术；应用
飞机自动化装配技术是航空制造领域的一项重要技术，它涉及到机械自动化、电子技术、计算机控制、人工智能等多个领域的知识。这项技术的应用大大提高了飞机的生产效率、装配质量和安全性。以波音公司和空客公司等为代表的航空制造企业基于数字化设计与制造技术，通过在大型民机及军机上大量采用自动化装配技术，实现了大幅提高装配质量，缩短装配周期之目的，真正使大型飞机的自动化装配技术成为当今飞机装配领域发展的主流趋势。
1飞机自动化装配关键技术
经过近20年的研究和发展，欧美等发达国家在飞机自动化装配技术方面已日趋成熟。飞机自动化装配技术涉及数控柔性定位技术、数控制孔技术、数字化测量技术和计算机软件等众多先进技术和装备，是机械、电子、控制、计算机等多学科交叉融合的高新技术。飞机装配与数字化、信息技术相结合，将传统模拟量传递模式转变为数字量传递模式，实现飞机装配数字化、柔性化、模块化、自动化和信息化，从而成为飞机数字化装配技术领域的中间力量。
2国内外飞机自动化装配技术在各装配阶段应用现状
、部件、总装中现状
飞机组件数量众多、结构形式多样，对自动化柔性装配的需求也较为迫切。组件装配由于结构开敞性好，广泛采用自动钻铆系统、数字化柔性工装系统、数字化测量定位系统等，有效地实现了装配过程的高效化、精密化安定面等装配过程中已经广泛采用自动化、柔性化的装配技术，并取得了较大的经济效益。如波音、英宇航、空客西班牙公司、EADS（德国）等公司的军民用飞机的机身和机翼壁板、翼梁、升降舵的装配，图1显示了一种翼梁用自动化装配工装系统。
图1一种翼梁用自动化装配工装系统
部件阶段的主要工作范围是机身段装配、机翼装配和尾翼装配等。部件的自动化装配难度最大，使用的主要工艺装备有柔性定位器、自动制孔设备、测量设备、自动托架、柔性工装等。在某些场合，柔性工装与自动托架是合二为一的，此外还有车间内地面运输车，空中吊装运输系统等设备。
飞机总装配主要工作范围有机身段的对接、机翼与机身的对接、水平和垂直尾翼与机身的对接、起落架的安装、发动机的安装及系统安装等。飞机总装配过程中使用的主要工艺装备有柔性定位器、激光跟踪仪（或iGPS）、自动钻孔设备、车间内地面运输车、空中吊装运输系统等设备以及集成控制系统。
20世纪中期，一些航空制造业巨头如波音、空客等花大力气，投入巨资研究了大量采用自动化装配技术的飞机移动总装配生产线。英国《防务新闻》在2006年11月9日报道，波音公司的波音777飞机装配中首次采用了移动装配线，该移动装配线主要在总装阶段使用，在生产过程中，（）稳定速度前行。目前波音公司正在建设的波音717、757、737等单通道飞机的
连续移动生产线，使得民用飞机的制造方法发生了革命性的变化，这种制造技术可以提高飞机的生产效率和产品质量，缩短飞机交付客户的时间。
、部件、总装中应用现状
近几年，我国航空企业结合新机研制需求开展了壁板自动钻铆技术、部件数字化检测技术、大部件装配等关键技术及装备的研究和应用，在部件自动化装配方面开展了有益的尝试和试验。在国内民用航空制造领域，上飞公司通过与国外先进制造企业合作，开始C919飞机部件数字化装配生产线的设计和建设。而在某型运输机的研制方面，通过厂、所、高校等多家合作，成功研制了数字化装配系统应用于前机身、中机身、后机身、平垂尾等部件的装配，已初步探索出一个飞机部件自动化装配模式。由此可见，国内航空企业飞机部件自动化装配技术已有了巨大飞跃。国内目前在新型号飞机牵引下对飞机总装配的自动化装配技术，如大部件对接、全机检测技术等关键技术进行了攻关，应用了柔性定位器、激光跟踪仪、自动钻孔设备、车间内地面运输车、空中吊装运输系统等设备。
通过对国内外自动化装配技术应用现状对比和分析，我国飞机自动化装配技术的应用面已经从组件装配拓宽到复杂的部件装配以及大部件对接过程中，并对飞机自动化总装配中部分关键技术进行了攻关，但亟待在自动化总装配生产线方面实现整体突破，打造一个完整的飞机自动化装配线。
3飞机总装配自动化发展方向
飞机总装配自动化是航空制造业发展的重要方向，旨在提高生产效率、减少人力成本、提升装配质量和安全性，并促进航空科技的进步。飞机装配自动化的发展趋势主要表现在以下几个方面：

随着人工智能技术的不断发展，智能化装配工艺逐渐成为飞机总装配自动化的核心。通过采用智能识别、自主决策等技术，实现装配过程中复杂零部件的精确识别、定位和组装，提高装配准确性和效率。

数字化孪生技术是一种通过创建物理实体的虚拟模型来模拟实际运行情况的技术。在飞机总装配自动化中，数字化孪生技术可以帮助设计人员预测和解决实际装配过程中可能出现的问题，从而优化装配流程，提高生产效率。

在飞机总装配自动化过程中，机器人与自动化装置的集成应用可以提高装配速度和精度。例如，使用机器臂进行高精度装配、自动化钻孔和喷漆等操作，可以大大提高生产效率和装配质量。

在飞机总装配自动化过程中，会产生大量的数据。通过实时收集装配线上的数据，可以实时监控生产进度和设备状态，及时发现和解决问题，保证生产线的稳定运行。通过收集装配过程中的质量数据，可以进行统计分析，发现潜在的质量问题，及时采取措施进行调整，确保产品质量。通过分析设备运行数据，可以预测设备的故障和性能下降，提前进行维护和更换，减少设备停机时间，提高生产效率。通过分析生产数据，可以发现生产过程中的瓶颈和问题，优化装配工艺和流程，提高生产效率和产品质量。

在飞机总装配自动化过程中，人的作用仍然不可或缺。通过优化人机协作，可以充分发挥人的创造性和判断力，同时减轻人的工作负担，提高生产效率和质量。
总的来说，飞机总装配自动化发展方向将继续朝着智能化、数字化、网络化和绿色化方向发展，以满足航空制造业的高质量、高效率、可持续发展需求。
结语
在实际应用中，飞机自动化装配技术取得了显著的成果，如提高生产效率、降低生产成本、缩短生产周期、提高装配质量和精度等。但与此同时，我们也应看到，飞机自动化装配技术在实际应用中仍存在一定的局限性，如技术成熟度、设备成本、操作维护难度等问题。因此，在未来发展中，我们需要进一步研究和解决这些问题，以推动飞机自动化装配技术的更好发展。
Reference
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-全文完-