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国内飞机三维柔性焊接平板装配技术现状

2017-04-21 09:55:38
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近百年来,尤其是二战后,航空工业作为经济建设和保卫的战略产业,得到了持续且快速的发展,同时也带动了诸如新材料、通信、电子等高精尖技术特别是先进制造技术的蓬勃发展。
  航空工业是拉动国民经济相关产业的支柱产业之一,经济发达是投入巨资进行研发。在航空产品的制造中,飞机装配是根据尺寸协调原则,将零部件或组件按照设计和技术要求进行组合、连接,形成高一级的装配件或整机的过程。
  迄今为止,飞机装配技术已经历了从人工装配、半机械半自动化装配到机械启动化装配的发展历程,目前快速发展的三维柔性焊接平板数字化柔性装配技术是成为了飞机制造业的科技制高点。在飞机的制造过程中,飞机零部件的尺寸大,数目多,精度要求高,协调过程多,装配工作量约占整个飞机制造劳动量的40%~50%。因此,如何缩短生产时间,提高装配效率和质量,是航空制造业亟待解决的问题。
  工装的设计制造在飞机装配过程中占有重要地位,而对于传统的机械加工作业方式,特别是对于一些结构复杂多变、加工批量小的零件,随着零件加工的结束,所配备的专用工装就完成了其历史使命,在飞机的改型换代过程中,往往束缚着航空企业的快速发展。
  目前,我国工装整体设计、制造水平与波音、空客等西方先进航空企业相比还有较大差距,总体上国内航空企业依然沿袭前苏联的组织生产模式,自动化效率低,生产准备时间长,产品质量低下、不稳定,成本居高不下。具体来说,传统的飞机装配技术采用模拟量传递为基础,工装设计缺乏创新性,造成工装型架复杂笨重,制造困难,定位件及测量仪器缺乏统一规范体系;同时以模拟量方式传输协调各工艺生产环节的“串行工程”模式,严重阻碍着装配质量的提高,已成为制约我国飞机研制的巨大障碍。总结国内航空企业生产制造方式的弊端,主要表现在以下几方面:
  1)依然沿袭着过去几十年来批生产的手工作业和串行生产模式进行飞机装配,效率很低;
  2)三维柔性焊接平板数字化柔性装配技术进步缓慢,飞机装配的主要手段依然依靠传统专用工装,整个航空系统还未实现大规模数字化技术及设备的应用,制造成本居高不下;
  3)未能充分实现工装、工艺设计与产品设计并行工程模式,装配工人需要翻阅大量的图纸、工艺文件,各部门协调困难,返工率高,影响装配周期;
  4)采用外协加工的企业存在资质认证困难、保密性差、交货周期长等问题。
  近年来,我国航空企业联手科研院校正在朝三维柔性焊接平板柔性化装配技术发展。尤其是在工装设计上,依靠   先进装配技术,进行了大量实践,渐渐摸索出适合我国国情的技术革新道路。现阶段来看,主要集中在采用CAD技术进行了包括建立型架标准件库和优化型架及参数设计等;对于装配工序的可视化仿真、装配路径优化等虚拟预装配相关技术也进行了系统研究;在测量检测方面,是力求采用自主研发的计算机辅助电子经纬仪及激光跟踪仪等先进设备进行定位测量,技术水平得到了明显提高。