飛機的機身是由上萬個零件/組件裝配而成,按大的部件來分,包括機身(前、中、后)、機翼、尾翼、起落裝置、操縱系統(tǒng)、動力裝置等。通常情況下,這些零件尺寸巨大,在不同工廠分段制造而成,最后采用何種控制方式高效、高精度的裝配在一起,一直是飛機主機廠探索的探索的主要課題。
隨著技術(shù)的發(fā)展,以數(shù)字化制造為代表現(xiàn)代航空制造技術(shù)得到廣泛應(yīng)用,并主要呈現(xiàn)出以下特點:
淡化了TOOLING,強化了EQUIPMENT;
淡化了實體標工的概念,強化了數(shù)字量傳遞的過程;
淡化了靜態(tài)制造的定義,強化了動態(tài)制造的理念;
淡化了剛性工裝的意識,強化了柔性工裝的應(yīng)用;
淡化了傳統(tǒng)的工裝設(shè)計方法,強化了新技術(shù)下的工裝設(shè)計思路;
淡化了專業(yè)工裝制造的特點,強化了多領(lǐng)域參與的范疇;
淡化了串行設(shè)計的做法,強化了并行工程的程序。
對于飛機裝配來說,除了常規(guī)的型架裝配方式,隨著激光跟蹤技術(shù)的發(fā)展,航空主機廠開始研究并利用基于MAA測量輔助裝配技術(shù)的飛機柔性裝配技術(shù)。
型架裝配技術(shù)
作為飛機組裝過程中裝配關(guān)系最直接的控制手段,型架尺寸的準確性及互換性具有極其重要的作用,直接影響后期組裝的工藝與時間周期。
激光跟蹤儀集目標點的角度、距離測量與實時跟蹤于一身,將水平與垂直方向的角度測量與距離測量結(jié)合在一起,反射鏡心的三維坐標便唯一確定。憑借長達數(shù)十米甚至數(shù)百米的測量范圍,目前在航空工業(yè)大量使用于部件裝配的夾具與型架測量,并具備無需搭建標尺、轉(zhuǎn)接板;實現(xiàn)大型工裝現(xiàn)場裝配、測量,無需分解;實現(xiàn)數(shù)字化工藝裝備周檢,便于數(shù)字檢索與追溯等優(yōu)勢。
柔性裝配-測量輔助裝配技術(shù)
通過對飛機產(chǎn)品三維數(shù)字化定義以及設(shè)計、制造協(xié)同等數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用,推動了飛機結(jié)構(gòu)裝配向數(shù)字化裝配方向發(fā)展,實現(xiàn)自動化柔性裝配,從而提高生產(chǎn)效率和裝配質(zhì)量。先進的航空制造企業(yè),在飛機框架的安裝過程中,采用了數(shù)字化激光跟蹤定位技術(shù)。而在總裝配線單元引人了"測量輔助裝配"系統(tǒng)。激光或照相測量子系統(tǒng)、計算機輔助測量系統(tǒng)、"bestfit"優(yōu)化軟件及特制的圖形用戶接口所組成的測量系統(tǒng),能夠解決在飛機總裝階段(如機身一機身或機翼一機身對接)大型機體部件裝配測定、定位相關(guān)的傳統(tǒng)工藝問題。這些技術(shù)的組合具有無型架裝配、更快速的裝配工序、減少返工和損耗等諸多優(yōu)點。
MAA測量輔助裝配,影像測量儀在其實施過程中主要有三大系統(tǒng):測量系統(tǒng)、具有六自由度測量的定位系統(tǒng)以及運籌與模擬軟件系統(tǒng)。其中,激光跟蹤儀負責測量環(huán)節(jié),定位系統(tǒng)負責在激光跟蹤儀引導下移動被裝配部件,計算機系統(tǒng)則負責運動指導以及反饋計算。在此系統(tǒng)架構(gòu)下,使用激光跟蹤儀通過跟蹤固定在移動部件上的多個反射靶來監(jiān)控和指導定位系統(tǒng)的定位。