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飞机柔性工装技术发展现状同技术装配应用

2019-12-16 17:12:30

文章摘要:

飞机零部件结构尺寸大,外形复杂且种类繁多、制造准确度要求高,这些都给飞机制造带来一系列难题。而零件制造、飞机装配几乎贯穿于整个飞机制造周期的始终,与飞

{一}、飞机柔性工装技术发展现状
  飞机零部件结构尺寸大,外形复杂且种类繁多、制造准确度要求高,这些都给飞机制造带来一系列难题。而零件制造、飞机装配几乎贯穿于整个飞机制造周期的始终,与飞机工装相关的工艺准备也是飞机研制以及批生产的重点。
  据统计,目前飞机零件制造及装配的工作量已占整个飞机制造总劳动量的70%~80%。而飞机研制时大批工装的设计制造需要大量的人力、物力、则力作支持,如何在保证飞机质量的前提下,最大程度地减少工装品种和投入费用是摆在航空制造企业而前的重大课题。随着航空制造领域数字化应用水平的提高,在国内外航空制造业内相继应用飞机柔性工装技术。
  在西方先进航空制造企业,数字化、柔性化工装技术发展迅速。欧盟于1994年提出“基于协作型多功能操作机器人的航空产品柔性装配系统”研究项目,其最终目标是实现数字化无型架装配。空客公司2005年机翼翼盒自动装配应用了多种数字化柔性装配技术,降低了成本,缩短了周期,实现月产38套机翼。洛克希德·马丁公司研制的X-35,采用具有激光定位、电磁精密制孔等数字化柔性装配特点的龙门钻铣系统,使装配周期减少了2/3,工装数量由350件减少到19件,成本降低1/20美国Boeing777研制周期缩短50%,返工率减少75%,成本降低25%,成为数字化设计制造与并行工程技术成功应用的典范。
  我国三维柔性焊接平台行业布局调整,是经济发展的自然趋势,东部地区经过这些年的技术、人才和资金积累,将逐渐转型为高端产品生产基地,而新兴聚集地将承接部分中低档次的生产。这样的分工比较合理,打破了过去产品单一、区域同质化严重的局面,也为我国三维柔性焊接平台业提供了阶梯发展的空间。我国三维柔性焊接平台行业正在不断追赶世界先进水平,不断缩小与发达国家的技术差距,不少国产精密冲压模具主要性能已经能够与进口产品媲美,行业总体水平显著提高,不仅实现进口替代,还有相当一部分产品出口到美国、日本等工业发达国家和地区。
  虽然我国三维柔性焊接平台和发达国家还存在一定的差距,但是按照目前我国行业的发展,今后几年,我国冲压模具行业必将实现赶超,成为推动我国模具行业发展的中坚力量,提升行业整体技术水平向更高层次发展。模具行业进一步提升技术和工艺水平,将大幅提升我国企业把握市场的能力,从而在今后的5~10年之内实现产业规模和技术水平的双重质变。
  虽然让部分行业生产成本上升,但是也促进了企业走绿色三维柔性焊接平台铸造的道路,生产的产品将更符合市场的需求,提高了产品的竞争力。只要能撑过转型的阵痛期,相信实现绿色铸造强国的梦想也为时不远。另外,国家和社会对环保的重视,必将大大地带动环保相关的产业,环保产业的发展势必需要环保设备等铸造产品,将给三维柔性焊接平台铸造行业带来一个新兴的庞大市场。对于三维柔性焊接平台铸造行业来说也是一个强大的刺激,从而带动铸造行业的转型发展。
  三维柔性平台组合工装是将金属切削加工领域使用的组合夹具理论运用到钣金焊接加工领域,是从传统的下型平台,槽系平台发展起来的三维平面孔系组合夹具系统。是一种新型的数字化、标准化、模块化、通用化的环保工装夹具。
  {二}、飞机柔性装配技术在飞机装配中的应用
  1、飞机大部件的柔性装配
  对于飞机大部件来说,使用传统的装配技术不仅操作不便,而且也很难保证精确度,而使用柔性装配技术则可以实现自动化装配,并且能够有效提高装配效率。飞机大部件的柔性装配弥补了传统人下装配的缺点,减少了劳动力,节省了装配时间,在很大程度上推动了飞机制造业的发展,为飞机制造业带来了巨大的经济效益。
  2、飞机柔性装配中的定位和打孔技术
  首先来看飞机柔性定位技术,该技术在运作时由于依赖的是精密的测量装置,因此可以保证定位的精确度,但是其装配的效率相对来说偏低,因此并没有得到广泛应用,多用于机型的研发。再来看柔性打孔技术,该技术与柔性定位技术相比,应用更加广泛,其可以大批量地生产飞机部件,并且生产的效率很高,即使是一些制孔比较困难的材料,其也能够轻松完成,因此该技术非常受欢迎,很多国外飞机制造企业都采用此技术进行打孔。
  3、飞机总装柔性对接技术
  在进行飞机总装时,柔性对接技术主要是通过建立柔性装配对接平台来完成高精度的装配,通常对接平台由两大部分组成,一部分是千斤顶,具有自动化特点,另一部分是各种高精密度的测量定位装置,与传统的固定装配相比,飞机总装柔性对接技术更加自动化,并且适用于多种尺寸的飞机装配,显著提高了飞机装配质量。此种装配对接平台已经在国外大型飞机制造厂商中得以应用,其定位形式可以分为以下三种:第一,柱式结构,此种定位结构的形式较为类似Pogo柱的形式,实现了对于飞机的定位和支撑,每台定位装置依靠伺服控制系统实现在X、Y、Z个方向的控制,通过在飞机制造中采用几台就可以实现对飞机大部段的精确定位;第二,塔式结构,此种结构相较于柱式结构在承重力方面具有较大的优势,其采用的是伸缩臂侧面调整的方式,具有较强的可操控性;第三,混合定位方式,这种定位形式和柱式结构、塔式结构有很大的不同,对接主要依靠托架,在对机体进行调整时具有自动化功能,并且能够保持每个部位均匀受力,一般该形式多用于大型复合材料机体的装配。