1.数字化装配
飞机装配过程是一个系统化、集成化的装配工程,对飞机设计、工艺规划等都具有严格的要求。现代飞机的装配过程涉及很多数字化技术,不需要传统的大型装配型架也可以对飞机进行装配。
(1)数字化协调技术。在飞机的装配过程中得到应用,飞机的工艺路线、装配平台、装配所需要的零件等都要进行协调与配送,传统的装配中会存在一些配送不及时、零件和组件配送错误等问题,采用数字化协调技术可以解决该问题,提高装配效率。在一些工装上也可以利用协调技术解决段部件装配、部件之间装配及检验;
(2)数字化柔性工装。该技术提高飞机装配速度和缩短周期,降低成本的技术,同时保证飞机装配精度。在大型部件的对接过程中采用数字化对接技术和数字化调姿技术,如图1.1(a),在部件的定位中,采用数字化调节技术进行飞机部件的定位,如图1.1(b):
图1.1 飞机数字技术实验实例图
(3)数字化测量技术。飞机装配过程中,装配完成的是否合格,需要数据和检测进行确认。飞机的整个装配过程,采用数字化测量技术对装配精度和过程进行把控,数字化测量技术可以快速的、自动化的、精准化的对装配节点进行测量,如图1.2;
图1.2 飞机装配过程中激光跟踪仪实例图
2.定位技术
飞机的数字化技术应用中,配合装配的定位需求,需要利用到定位器,定位器是利用有限元技术对飞机装配过程中的姿态、各部件之间的位置、变形等情况进行分析,建立空间定位模型,在对装配部件实行调整,最终满足装配的需求。
图2.1为定位器的结构示意图:
1.入位夹紧结构 2.X轴滑合 3.Y轴滑合 4.Y向传动系统 5.立柱 6.Z轴托板 7.底座 8.X向传动系统 9.Z向传动系统
图2.1 定位器结构示意图
定位器是一个带有三个相互垂直运动的系统,整个系统是通过感应器进行监控,伺服电机进行驱动,通过带有旋转编码器的伺服电机驱动滚珠丝杠带动移动工作台,实现部件的移动等。光栅尺对移动台移动过程中实现全程监控,整个系统采用闭环控制系统,可以实现对位置的精确控制,原理示意图如图2.2。
图2.2 定位器传动系统示意图
3.机身壁板
飞机机身壁板零件具有以下特点:
(1)零件的结构复杂,在装配中不同零件需要不同的工装进行装配;
(2)装配的精度要求比较高,一些普通传统装配工装不能满足精度要求;
(3)普通装配工装在壁板装配过程中效率非常低,需要很多手工完成装配。
针对于机身壁板零件的特点,需要装配柔性工装技术,飞机柔性装配技术分为静态模块和动态模块两种,针对于机身壁板零件的装配,一般是采用动态模块进行调整。在飞机装配时,需要对装配平台进行数字化模型构建,静态与动态模块可以实现转换连接,将内型卡板与蒙皮挡件安装到工装的静态框架上,再将机械随动定位装置安装到工技的静态框架上,最终实现机身壁板定位平台。
在对壁板零件进行装配时,蒙皮卡板为定位基准,机械随动装置的执行元件是在长桁上夹持,数值化控制系统对长桁的移动实现控制,再对误差进行补偿,最终实现长桁精确控制与定位。整个系统是飞机机身壁板数值化工装的控制与原理,图3.1为功能模块;
图3.1 壁板数字化柔性工装的功能模块图
结论
随着现代科技和飞机迅速发展的形式下,信息技术和自动化装配技术在不断的向前发展,机身壁板零件包含蒙皮和长桁等,是数字化装配定位中基础零件,现代数值化装配技术在整个飞机的装配过程中都有涉及,通过软件的建模技术,模拟飞机的装配过程与对接,基于一系列的现代技术,保证飞机装配的准确性、稳定性,同时满足设计要求,图纸要求,保证飞机的正常飞行,保证乘客的人身安全。
参考文献
[1]刘忠梁.飞机装配协调互换性问题与装配型架设计安装.[M].北京:航空工业出版社.1991.
[2].丘宏俊.基于知识的飞机装配工艺设计关键技术研究[D].西安:西北工业大学,2006.
[3].王亮.李东升.飞机数字装配柔性工装技术体系研究.[J].航空制造技术.2012.403(7):25-30.
[4]张开富.飞极部见装配误差累积分析与容差优化方法研究.[D].西安:西北工业大学.2006.