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飞机柔性装配数字化协调控制技术同数字化技术应用

2020-06-18 19:34:11

文章摘要:

飞机柔性化装配技术已经不是原来单一的飞机装配工艺和装配工装结合的问题,而是涉及很多个领域学科的交叉,包括制造、电子、计算、控制等多个学科的综合性技术,

{一}、飞机装配过程中的数字化协调与计算机数字控制技术
  1、装配过程中的数字化协调
  飞机柔性化装配技术已经不是原来单一的飞机装配工艺和装配工装结合的问题,而是涉及很多个领域学科的交叉,包括制造、电子、计算、控制等多个学科的综合性技术,是现代先进技术的集成。采用数字化技术后的装配系统,不仅可以将原本用于各部分分别装配的部件组合在一起形成装配工作组,而且甚至可以将激光跟踪、数字控制等功能的设备集成其上,统一接收3D数字模型,保证数据源一致。在装配的设计和生产过程中,可以在数字化的技术和方法基础上上,结合各种技术将装配数字化协调。
  2、计算机数字控制技术
  计算机数字控制技术是飞机实现数字化柔性装配的基础,它将完成飞机装配过程中所需各种运动部件的精确定位和制孔、铆接,实现工装系统对飞机装配部件的可靠固定,保证飞机装配外形与数字化样机的一致性。柔性装配系统包括面向装配的设计系统、工艺数据准备系统、人机界面、轴和逻辑控制、三维激光测量、制孔铆接单元、移动定位平台、紧固件送料单元和柔性工装系统等。飞机柔性装配的电气控制是一种典型的网络化数字控制系统,采用了TCP/IP工业以太网和现场总线技术。飞机柔性装配电气控制系统的上层有面向装配的飞机设计系统和装配工艺数据准备系统。下层有移动定位平台、工装系统、制孔铆接单元等。移动定位平台本身是一个5坐标伺服控制装置,而柔性工装系统采用了更多的位置伺服轴,少则几十根,多则上百根。这种系统是信息技术、驱动技术、自动化技术、逻辑控制、过程控制的融合体。
  数字化柔性装配是飞机数字化制造的重要工作,它保证了飞机装配过程中飞机制图的三维数字图形的几何外形与数学模型的唯一性和一致性,对提高装配效率和装配质量,降低出错率,减轻了工作人员的工作强度,提高工作强度,降低飞机的制造和装配成本,缩短研制周期有着十分重要的意义。随着科技的飞速发展,柔性数字化装配技术在飞机中的应用将会越来越广泛。
  三维焊接平台夹紧时能任意改变形状与工件相适应,拟采用真空吸附式定位夹持装置,能够基于曲面法矢量调节、吸附待装配工件。
  {二}、飞机数字化装配技术的应用
  1、数字化装配制孔技术
  目前我国飞机结构件都是选择机械连接作为主要的连接方式,为确保飞机的使用寿命和使用性能对各个连接点的结构形式、表面质量以及配合性质等技术状态就提出了更高要求。
  而复合采用的使用就带来了更多制孔问题,仅仅依赖传统手工制孔方式很难保证飞机装配和制造的质量和效率。但是数字化自动制孔技术的诞生就可以有效解决这些问题,根据三维模型编制出具有可靠性的GAD数控程序,继而使机床能够在数控程序的控制下完成自动制孔加工操作,不仅能够有效提升制孔效率和制孔质量,也可以进一步降低装配制孔的工作强度。
  2、数字化装配定位技术
  数字化装配定位技术主要包括了柔性定位技术、特征定位技术以及数字测量定位技术。①柔性定位技术可以利用柔性工装使各种产品的定位需求得到满足,使飞机装配的整体质量得到有效保障。②特征定位技术就是利用数控加工中的装配孔和配合面、工艺特征、工艺孔设计以及数字化定位等实现不同零件的相互定位,使飞机装配具有更高的质量和一致性。③数字测量定位技术就是利用数字化测量设备和相关测量系统展开工作,根据飞机设计的定位要求和结构特点进行准确定位。
  3、数字化装配检侧技术
  随着我国飞机制造的结构越来越复杂,传统的检测技术已经无法满足于飞机制造的精度要求和效率要求,而数字化装配检测技术不仅可以有效提升检测效率和检测质量,在各种复杂零件、大型零件中的设计阶段、制造阶段以及装配阶段都能够起到很好的检测效果,并逐渐形成一体化的检测流程。同时,为确保数字化装配检测技术的有效应用,应积极采用激光跟踪仪、激光扫描仪、激光雷达、IGPS以及三坐标测量机等各种数字化检测设备,并利用计算机技术建立测量数据分析系统和辅助检测规划系统,从而有效完成数字化装配检测的工作目标。