会“拼”才能赢——浅述大型飞机先进装配技术发展

大型飞机是一个国家经济、科技、国防实力的综合体现,其装配技术更是军工制造领域的一项关键能力。一般来说,装配在大型飞机生产周期中所占的工作量超过50%(不包括生产准备、工装制造),而且对飞机最终的结构疲劳寿命等至关重要。为了实现迅速、准确、可靠的装配,数字化、自动化、柔性化是波音和空客等大型飞机制造商追求的目标。几十年来,大型飞机装配从软件、测量、工装、机床等各方面发生了突飞猛进的变化,涌现出虚拟装配技术、先进定位技术、先进机械连接技术、部件自动化运输技术、部件自动化对接技术、总装移动生产线技术等一大批实现自动化装配的关键技术。     

大型飞机数字化装配技术研究

针对大型飞机装配工作的高复杂性和高精度,综合国外航空制造业的先进装配技术,概括了数字化装配技术的内涵.对数字化装配技术作了深入研究,包括数字化装配工艺技术、数字化柔性装配工装技术、光学测量与补偿技术等.在数字化装配技术的应用方面,组建了针对大型飞机机身壁板零件的数字化装配系统平台,并且分析了该平台在飞机零部件装配应用中的特点.飞机数字化装配技术的研究应用,将大幅度降低工装成本,缩短装配周期,提高我国的飞机装配技术水平.     

C系列中机身数字化装配技术应用

本文介绍了目前C系列中机身的装配制造现状,并着重论述了数字化装配技术在C系列中机身装配过程中的应用,并阐述了飞机数字化装配技术的实施使生产周期得以缩短,生产成本得以降低,是飞机装配制造技术发展的重要途径之一。     

国内外先进飞机装配技术对比及思考

在分析国外和国内飞机装配领域技术水平的基础上,剖析我国与国外航空制造领域飞机装配技术的差距,简要介绍飞机装配过程中测量技术、装配平台技术、部件支撑技术、线缆集成检测等基础技术内容并展开讨论和研究,以探索我国飞机数字化装配技术的发展之路。     

大型飞机数字化装配技术研究

针对大型飞机装配工作的高复杂性和高精度，综合国外航空制造业的先进装配技术，概括了数字化装配技术的内涵。对数字化装配技术作了深入研究，包括数字化装配工艺技术、数字化柔性装配工装技术、光学测量与补偿技术等。在数字化装配技术的应用方面，组建了针对大型飞机机身壁板零件的数字化装配系统平台，并且分析了该平台在飞机零部件装配应用中的特点。飞机数字化装配技术的研究应用，将大幅度降低工装成本，缩短装配周期，提高我国的飞机装配技术水平。     

飞机柔性装配技术研究

利用数字化装配设计以及可视化装配环境,秉承柔性制造技术思想,针对多品种小批量生产模式,对柔性工装设计技术、柔性装配技术组成以及柔性装配工艺技术等进行了研究,报告目前国内外飞机柔性装配技术的现状,分析了数字化定义下柔性装配体系中的关键技术,以及在未来飞机制造业中的作用。     

飞机数字化柔性工装技术研究

中国工装设计制造水平低,已成为飞机快速研制及批量生产的瓶颈。分析了目前中国飞机装配中存在的问题,总结了国外飞机先进数字化柔性工装的研究及应用现状,综述了虚拟装配、柔性工装、数控钻铆、激光跟踪等数字化装配关键技术,指出了实现中国飞机数字化装配跨越发展的技术途径。     

基于CATIA的飞机部件虚拟装配质量预评估技术研究

随着"工业4.0"时代的到来和虚拟装配技术的发展,数字化生产和装配越来越多的应用在飞机部件装配和对接过程中。通过对CATIA进行二次开发,提出一种部件装配质量可视化预评估技术。先对部件进行数字化测量,再通过坐标系转换及三维求交法给出干涉分析,预估实际装配过程中可能出现的装配问题,使装配人员在装配前及时发现和解决问题,提高生产效率。     

八、飞机复杂结构装配机器人取得新突破

工业机器人研制及应用水平,代表了一个国家的制造业水平。工业机器人的应用不仅把工人从恶劣的环境和单调重复的工作中解放出来,而且极大地提高了产品质量和生产效率。由于刚度、精度、负载问题,其在飞机超大型结构装配、复杂空间装配方面的应用受到一定限制。近年来,数字化仿真、激光测量技术的发展,给机器人在飞机自动化装配作业中的使用带来了新机遇。2014年,美国波音公司、欧洲空客公司相继成功研发出采用机器人自动化机身装配系统、双臂仿人机器人,德国弗劳恩霍夫研究院推出新型蛇形臂装配机器人。     

浅谈飞机部件数字化总装配系统

本文阐述了飞机部件数字化总装配系统的基本功能和构成,分析了部件数字化总装配系统中数字化定位、自动化制孔、数字化测量以及信息集成管理等四大关键技术,提出了国内发展应用部件数字化总装配系统的注意事项。     

飞机数字化柔性工装技术研究

中国工装设计制造水平低,已成为飞机快速研制及批量生产的瓶颈.分析了目前中国飞机装配中存在的问题,总结了国外飞机先进数字化柔性工装的研究及应用现状,综述了虚拟装配、柔性工装、数控钻铆、激光跟踪等数字化装配     

飞机零部件自适应装配系统研究

针对当前飞机零部件装配型架自动化程度低、装配过程可控性差等问题,研究了一种飞机零部件自适应装配系统。该系统集成了虚拟技术、激光跟踪仪检测技术与柔性定位技术,采用了基于力与位移的全闭环控制方法,借助虚拟装调系统实现关键部件的自适应定位与装夹。系统采用某型机机头锥作为自适应装配验证对象,完成了对该部件的自适应精确装调,保证了安装精度,实现了装配过程中力与位移的监控。     

飞机装配仿真中数字人模型及工人姿态的模拟

由于飞机的结构及其制造工艺复杂，制造过程中的工艺性问题和人机问题时有发生。采用数字人和计算机仿真技术，模拟飞机制造中工人的作业姿势，为在生产准备阶段提前发现这些问题提供直观的分析和判断依据，也为进一步定量评估飞机制造中工人的劳动生产率提供基础。在详细分析人体自然解剖结构的基础上，提出和建立适用姿态模拟和分析的人体参数化模型，定义姿态元新概念，并用这一概念建立人体姿态的表示模型；然后，利用面向对象的软件设计思想和开发工具，实现所建立的数字人模型，并应用开发的结果模拟飞机装配制造中常见的工人作业姿势。     

装配仿真技术及其在某机垂尾装配中的应用

针对国内外航空制造业的现状,分析了装配仿真技术在飞机数字化制造中的作用。并以某型飞机垂尾装配为例,对其结构特点进行了分析,给出了装配工装及工艺设计方案,并应用DELMIA的DPM模块对装配工艺过程进行了仿真和验证,充分展示了应用装配仿真技术的优势。     

飞机大部件自动化对接集成系统关键技术研究

为提高飞机总装部件对接的装配效率和装配质量,针对飞机部件自动化对接装配集成系统的特点和结构,重点研究了实现自动化对接的3项关键技术:柔性定位技术、虚拟装配技术和最佳匹配技术.并针对技术难点,提出了相应的解决方法.     

大型立磨机磨辊轴承装配工艺

日产5000t大型立磨机的磨辊装配过程中,磨辊轴承的精确安装是核心,也是难点。文中结合生产实际,提供了一种切实可行的立式磨磨辊轴承的安装工艺方法,以供借鉴。     

Mixed Reality-based Interactive Technology for Aircraft Cabin Assembly

Due to the narrowness of space and the complexity of structure, the assembly of aircraft cabin has become one of the major bottlenecks in the whole manufacturing process. To solve the problem, at the beginning of aircraft design, the different stages of the lifecycle of aircraft must be thought about, which include the trial manufacture, assembly, maintenance, recycling and destruction of the product. Recently, thanks to the development of the virtual reality and augmented reality, some low-cost and fast solutions are found for the product assembly. This paper presents a mixed reality-based interactive technology for the aircraft cabin assembly, which can enhance the efficiency of the assemblage in a virtual environment in terms of vision, information and operation. In the mixed reality-based assembly environment, the physical scene can be obtained by a camera and then generated by a computer. The virtual parts, the features of visual assembly, the navigation information, the physical parts and the physical assembly environment will be mixed and presented in the same assembly scene. The mixed or the augmented information will provide some assembling information as a detailed assembly instruction in the mixed reality-based assembly environment. Constraint proxy and its match rules help to reconstruct and visualize the restriction relationship among different parts, and to avoid the complex calculation of constraint's match. Finally, a desktop prototype system of virtual assembly has been built to assist the assembly verification and training with the virtual hand.     

基于实时信息的飞机装配技术状态管理方法研究

为了解决飞机装配过程中的实时数据采集和分析问题,提出了一种基于实时信息的飞机装配技术状态管理方法。方法的核心是建立技术状态数据网络模型,利用RFID技术来配置模型;同时,建立沿时间轴的技术状态数据网络,实现装配过程中的信息跟踪、监控、识别及溯源。     

面向精度的数字化产品装配模型研究及应用

结合异地协同装配的特点，对产品特征信息进行了分类，在研究零件特征的公差信息表示基础上，建立了面向精度的产品层次模型。该模型分为层次关系层、关联关系层、特征信息层和特征元素层四层，通过建立层内各元素的关系链和层间信息的映射实现了产品信息的有机结合。研究了CAD零件信息与数字化装配系统的信息转换方法，采用面向对象技术实现了产品的装配建模。通过采用回溯算法搜索产品模型层次信息，实现数字化装配环境中产品装配尺寸链的自动寻找。