航空业面临着一个艰难的局面,特别是在大型飞机上,客户对交付质量提出了严格的要求。缩短装配周期,提高生产和装配质量,制造业从传统的模拟量转向数字量传递。数字检测是制造过程中最重要的技术,国内许多航空公司使用先进的测量仪器来检查飞机装配质量,并将数字测量穿插到飞机生产中。
一、飞机装配技术现状
20世纪80年代以来,随着CAD/CAM、计算机、自动化和网络技术的飞速发展,航空产品的数字化设计和制造技术已经成熟。以美国为首的西方发达国家开始探索和应用这些新技术,并迅速将其应用于航空航天领域。近年来,世界上最大的两家民用飞机制造商波音和空中客车公司开发了数字组装技术,并引入了灵活的数字柔性装配工装。飞机的柔性装配由一系列数字工艺装备,这样,当网络连接到自动控制、计算机等终端时。三维数字模型可以直接连接到计算机数字工装设备。随着波音737部件和翼身对接推出,许多CNC定位系统被用于定位飞机部件,机翼和其他调姿和定位。值得注意的是,波音777的研究采用了新的数字设计,缩短50%的开发周期,减少75%的错误,并降低25%的成本。目前,我国飞机装配设备具有特殊的材料和形式,数量多工装,面积大,生产周期长,生产成本高,新型飞机,同时增加了国内传统刚性。在现代小批量飞机制造专用工装不能满足的需要,但却是制约国内飞机装配发展的主要因素。
二、激光跟踪测量与数字照相测量结合技术
由于飞机部件尺寸较大,激光跟踪器难以在同一位置测量产品的基准点,大大限制了产品关键部件的洞腔和孔位点的测量。将T-CAM与激光跟踪仪相结合,解决了这些关键问题,并大大缩短了飞机的检测时间,安装在跟踪头上的T—CAM是一种可见的红外源,附近CMS数码相机,由低重量、膨胀小,钛框架望远镜望远镜强刚性T-CAM支架,重量轻稳定性高铸铝支架,可精确计算目标在空间中的位置。跟踪器的水平运动导致T—CAM水平旋转,光学放大和垂直运动可由电机执行。T-CAM的光学系统将T—CAM的长度和尺寸与对焦和闭环信号处理相结合,确保目标接收器实时响应红外变焦和二极管,以确保连续捕获图像坐标和空间点。cMOS可满足多种工作条件,闭环反馈系统控制红外二极管的亮度,最小化CMOS图像传感器的灰度值,降低功耗,延长红外二极管的使用寿命。T-CAM增量角度编码器提供光学镜的垂直角度运动,以跟踪主机角度运动。内部数字信号处理器负责所有计算和图像处理,几个变焦镜头在稳定的T-CAM迭代测量中完全密封。在T-PMBE接收器的中心有一个棱镜式激光反射器,它反映了AJFM激光距离的初始测量。当控制系统与数据接收信号相结合时,红外二极管和其他系统部件可根据系统要求同时闪烁。
三、基于关键特性飞机检测技术分析
传统的飞机制造,检测技术,模拟量传递和质量控制是不够的,与现代飞机制造方法相矛盾。基于飞机制造关键特征的数字质量管理,根据设计和用户要求检测,以防止产品分发后出现质量问题而导致的维护损失。因此,按照设计要求生产零件,严格控制生产和装配缺陷,对质量控制至关重要。从检测关键特性概念的角度定义检测特征,重要的是为整个飞机提供空气动表面。对于飞机部件,有必要确保不同部件交点之间的适当协调,例如交点孔和同轴度,连接表面轮廓等,对于飞机零件,定位孔、面、工艺孔的位置对每个零件都非常重要。从经验的角度来看,我们发现了生产分析数据,报废数据,维修记录和内部供应商拒收,并使用高度精确的数字测量工具来识别产品零件的主要特征,轮廓,分类,位置和身份,以便在整个产品测试过程中产生标准化的工作问题。飞机部件的主要特性根据设计要求和用户要求确定,并根据测量计划将测量过程分为不同的测量站位上。
四、基于数字化标准工装的数字化协调技术
典型的数字工装协调方法,3D数字模型和坐标基准,这些工装用于制造组件和装配。数字标准化物理附件(而不是高昂的成本和高昂的维护成本)是一种标准数字装配,它包含了计算机上重要产品的几何图形和尺寸。通过为数字装配模型提供装配过程所需的信息,并为符合制造,装配、控制和协调生产设备的标准,以确保装配生产是在零件和产品部件之间协调尺寸和形状的重要基础。
五、数字化柔性装配工装
飞机柔性装配数字化工装是一种模块化、可自动调整、可重构的装配工装,可根据飞机装配数字化系统调整产品尺寸,提高对产品变化的快速响应,适用于飞机柔性装配工装数字化装配,包括定位器和工艺接头,是一种高精度的数字自动化。定位装置可以根据控制系统的命令调整、机身部件或姿态调整、支撑固持。此外,以避免由于飞机形状复杂而导致部件变形。根据飞机零件的不同,连接和飞机零件之间的连接可以定义为螺栓连接。因此,数字装配关键机身合理设计工艺接头和连接方式。
现代飞机制造中应用的数字检测技术是飞机数字化生产的最后一步,对于现代计算机、通信、精密仪器和自动控制技术的整合至关重要,能够快速、高质量地交付飞机。