王文靜

摘 要 不同于普通的機械制造，飛機制造對于準確度和外形的要求十分嚴格，在裝配過程中，由于飛機的空間緊湊、結構復雜且零件與連接件很多，存在著裝配工作量大、協(xié)作困難的問題，而隨著近幾年科學技術的不斷發(fā)展，在飛機的裝配過程中逐漸應用了信息技術、自動化技術、計算機技術等數(shù)字化的裝配定位技術，使飛機裝配的質量和效率得到很大提升。

關鍵詞 飛機；數(shù)字化裝配定位技術；技術分析

飛機裝配是將飛機的各零部件根據(jù)尺寸協(xié)調原則進行組合、連接，形成連接件等高級裝配件直到完成整個飛機的過程，在飛機制造過程中有著極其重要的地位。隨著時代的發(fā)展，飛機的裝配技術從以前的人工裝配、半自動化、自動化到現(xiàn)在的先進的數(shù)字化裝配技術，飛機的裝配定位技術也變?yōu)榱藬?shù)字化和柔性化，本文主要探討了飛機數(shù)字化裝配定位技術。

1 數(shù)字化裝配定位系統(tǒng)技術方案

1.1 立柱組合式技術方案

立柱組合式定位裝置能夠同時夾持蒙皮和長桁，立柱組合式數(shù)字化裝配定位平臺的基礎是型架骨架，不同于傳統(tǒng)的型架骨架的是其上沒有原來的定位器、蒙皮擋件、壓緊器和內型卡板等裝置，而是直接在型架骨架底座上固定立柱組合式機械隨動定位裝置，因此它能夠在水平和豎直兩個方向上進行蒙皮和長桁的相互移動，這樣組成的立柱組合式數(shù)字化裝配定位平臺能夠更好地實現(xiàn)同時對蒙皮和長桁進行精確定位[1]。

1.2 十字架支臂式技術方案

十字架支臂式裝配定位裝置能夠在水平和豎直兩個方向上對長桁進行移動和轉動，能夠實現(xiàn)對長桁的空間定位。十字架支臂式數(shù)字化裝配定位平臺的基礎也是型架骨架，但是它和立柱組合式有一定的區(qū)別，該骨架只去除了原型架骨架上的壓緊器和定位器等，卻保留了蒙皮擋件和內型卡板等裝置，并在型架骨架上固定十字架支臂式機械隨動定位裝置。十字架支臂式數(shù)字化裝配定位平臺能夠對長桁等零件進行精確的定位，還能通過蒙皮擋件和內型卡板等裝置有效定位蒙皮。

2 數(shù)字化裝配定位技術分析

2.1 基于齊次坐標變換裝配定位原理

根據(jù)國家對飛機裝配過程中的設計要求和相關的技術標準，在飛機裝配過程中，首先要確保零件的形狀、大小、運動方向和速度等空間姿態(tài)即零件位資滿足飛機裝配的條件，在此基礎上進行零件的連接和裝配，其次應將參考點作為基準點，將零件向空間中相應的規(guī)定的位置上進行移動。所以數(shù)字化裝配定位平臺的工作，就是先建立飛機的空間坐標系，然后在空間坐標系內通過定位機構監(jiān)測空間坐標運動，實現(xiàn)滿足設計要求和技術標準的零件空間位資[2]。

2.2 數(shù)字化裝配定位系統(tǒng)的集成控制

數(shù)字化裝配定位系統(tǒng)的集成控制是指在數(shù)字化裝配定位系統(tǒng)的工作過程中，遠程數(shù)據(jù)庫把需要的定位信息傳遞給定位系統(tǒng)的控制平臺，系統(tǒng)控制平臺對其進行整理、計算和分析，然后把控制信息傳遞給PLC可編程控制器，利用PLC將其轉化為驅動信息，再利用定位驅動器驅動定位機構對零件進行定位，在進行這一步的同時還能驅動光學測量儀器實時測量零件定位情況，并對相關數(shù)據(jù)進行深入分析，最后得到相應的零件定位具體補償信息數(shù)據(jù)，以此來準確定位飛機零件。在集成控制系統(tǒng)中，主要包括設備網(wǎng)、控制網(wǎng)和以太網(wǎng)等結構。以太網(wǎng)是以TCP/IP傳輸控制協(xié)議作為相關傳輸協(xié)議的開放型先進信息網(wǎng)絡。它的工作原理是數(shù)字化裝配定位系統(tǒng)的集成控制平臺的計算機利用以太網(wǎng)和局域網(wǎng)的信息數(shù)據(jù)庫將該系統(tǒng)與其他相關系統(tǒng)進行交互，從而實現(xiàn)飛機零件裝配的準確定位，因此集成控制平臺的計算機必須配備10/100M自適應的相關以太網(wǎng)接口，以便其能自由的連入以太網(wǎng)，為飛機的數(shù)字化裝配定位技術提供基礎的設備保障。設備網(wǎng)是開放型的標準化通信網(wǎng)絡，它能夠在沒有中間輸入和輸出系統(tǒng)的情況下，將現(xiàn)場的設備與PLC可編程控制器相連接，只需要利用一些零件比如一根電線等就可以把PLC可編程控制器連接在智能化裝置中，比如傳感器和變頻器以及按鈕等智能化設備，從而實現(xiàn)零件裝配的準確定位。

2.3 數(shù)字化的柔性裝配工裝技術

飛機在裝配過程中應該首先固定零部件對其進行準確的定位，然后再進行零部件的連接和裝配，從而確保飛機制造的準確度和飛機的動力學外形符合標準。數(shù)字化柔性裝配工裝技術所應用的工裝系統(tǒng)是以數(shù)字量尺寸協(xié)調體系為基礎的，它能夠實現(xiàn)自動化裝配和模塊化重組。在裝配過程中應用數(shù)字化柔性裝配工裝技術，不需要使用飛機零件裝配的傳統(tǒng)型架，能夠傳遞產品信息數(shù)字量，最終能提高飛機裝配的質量和效率。數(shù)字化柔性裝配工裝通常包括靜態(tài)與動態(tài)兩個模塊，靜態(tài)模板是數(shù)字化裝配平臺的基礎，也是裝配型架的重要框架，動態(tài)模板包含機械隨動的定位設備和內型卡板等，靜態(tài)模板是動態(tài)模板創(chuàng)建的基礎，在實際裝配過程中應將靜態(tài)和動態(tài)模塊利用可調轉換器連接起來。以飛機機身壁板的零件裝配為例，對它而言，裝配過程要將內型卡板和靜態(tài)模板用螺栓連接來定位蒙皮，將機械隨動的定位設備和靜態(tài)模板用螺栓連接來定位長桁，還要利用光學測量和誤差補償系統(tǒng)確保蒙皮和長桁的裝配精度。

2.4 數(shù)字化裝配的定位技術

數(shù)字化定位技術的原理是通過數(shù)字量傳遞，再與光學測量和誤差補償技術結合，以加強飛機裝配的定位精度。數(shù)字化裝配技術是利用誤差補償、數(shù)字化集成自動控制和光學檢測等技術進行飛機裝配。飛機的功能要求不只是堅固，同時為了在高空平穩(wěn)飛行，必須盡量減少質量，因此很多飛機的零件都是易變形、剛性差、尺寸大的鉑金件，零件裝配的準確度將會直接影響飛機的動力學外形，所以必須應用數(shù)字化裝配定位技術來實現(xiàn)零件的精確裝配定位[3]。

3 結束語

飛機是我國航空領域極其重要的部分，雖然我國對飛機數(shù)字化裝配技術研究的投資從未停止，但到目前它還存在很多不足，飛機的數(shù)字化裝配定位技術設計到多個領域、學科的綜合應用，通過對其進行改進，能確保飛機的外形和質量符合標準，能提高零件裝配的精確度和效率，進而提高飛機制造的效率，對促進我國經濟發(fā)展也能起到作用。

參考文獻

[1] 王會周.飛機數(shù)字化裝配定位技術[J].通訊世界，2015，（18）：261-261，262.

[2] 王良.淺析飛機數(shù)字化裝配定位技術[J].軍民兩用技術與產品，2016，（24）：34.

[3] 鄭文利.飛機數(shù)字化裝配定位技術研究[J].科技視界，2017， （36）：111，106.