机身部件数字化柔性装配技术

高万强

中航西安飞机工业集团股份有限公司    陕西西安   710089

摘要：飞机部件装配的零组件数量大复杂外形结构，装配工作量大。传统的刚性工装装配技术不仅成本高昂，而且装配精确效率不高。飞机装配过程中有许多装配技术和方法，是数字化柔性装配，提高了飞机装配精度和质量。数字激光装配测量技术的应用使飞机装配质量的控制提升。同时，对机身部件装配数字化测量，计算机分析测量值以解决测量误差，最后分析机身装配精度。

关键词：机身部件；数字化柔性装配

由于机身结构架构复杂性和功能不断提高，飞机机身部件装配的技术要求越来越严格。数字化精确装配机身表示可实现零组件、部件和总装对接的全局优化，并精确检测指标以确保质量。想有效提高飞机零部件装配精度，为优化装配质量奠定坚实的技术支持。

一、飞机机身部件装配技术的探讨

现有的数字测量方法比传统测量方法具有更高的精度和测量范围，同时测量结果可以用数字量表表征、处理与共享。数字化柔性装配的整个过程一种在数据采集中具有高度重要性的数字测量系统，实现了所有数据的准确传输、反馈和存储，为飞机机身部件装配过程的精确控制和数据管理提供了有效的技术基础。

1.数字化柔性装配。根据飞机的结构拆分，拆分成许多部件、组部件和大部件。整个机身由多个零部件组成，然后部件装配，最后飞机的对接总装。飞机装配工装是定位及连接，定位对于确保飞机装配质量至关重要。飞机装配工装和夹具来确定飞机的定位。每个装配单元和零件都位于严格装配的位置，以确保单元的内部和外部精度。数字柔性装配技术是通过数字跟踪、数字化柔性工装、自动钻铆、数字测量、实现柔性装配，数字柔性装配技术可以被解释为数字化和柔性，数字化就是主体，在飞机机身中，指令驱动系统由工装的动力控制。通过控制工装的上下梁上的定位器，调整定位飞机机身的定位加强框，这样实现数字化定位，此外，该工装还可用于适用任何类型的飞机。若要换机型，必须将定位器为定位不同的产品。

2. 激光数字化装配测量。是飞机机身系统中的一种高精度测量装置，技术领域包括激光干涉测距、光电探测、精密机械、计算机控制等。其特点是精度高、效率高和易用性，激光跟踪是最重要的基本激光测量系统，激光跟踪系统用于发送和接收返回的激光，内部结构包括编码器、伺服马达和激光干涉仪。它发送命令、接收数据、处理传输数据、提供动力、内部有一个计算器计算处理。激光测量系统不仅可以测量固定静止目标，还可以测量移动目标。固定目标的测量精度为0.005mm，移动精度为0.01mm，具有精度高优势。

3.机身部件装配数字化测量。数字化柔性装配技术在飞机机身中的应用，数字照相、室内GPS技术、电子经纬仪等的装配技术广泛应用，为飞机装配提供了数字测量技术的基本装配精度。在测量仪器中，测量是最核心环节，测量精度直接影响装配精度。数字照相测量是一种硬件和软件系统，包含专业数码相机、编码点、标志点、高精度测量标尺、高性能计算机、投点器等，是以结构光技术、相位测量、计算机视觉技术对飞机机身不同角度多次的照相，通过这样获得飞机机身的图像信息的。

二、飞机机身部件的柔性装配数字化测量系统的技术应用

飞机柔性部件的数字装配测量系统由几个技术要素组成:测量计划、工装校准和测量流程的确定。

1.测量规划技术。在飞机柔性装配中的应用分析了测量规划方法的应用，首先，测量和定位方法着重于飞机机体结构的方向。通过测量位置点确定理论位置偏差，并反馈调整控制系统对位置位置进行微调。还可以使用测量的反馈调整对加强框的装配位置的安装位置。应用测量规划方法的关键是两点布局:激光跟踪仪和基准点布局。要柔性工装装配所有机身组件，必须在多个基站上至少使用两个激光探测探测器。四个固定架在初始位置配备了两个激光跟踪机构，将发动机机舱的定位轴线位置，以确保在所有位置测量控制，并通过发动机室的防火墙测量发动机交点。对于实际测量，必须保留两个激光跟踪仪一个在前，一个在后。检查每个零部件的装配质量，确定机身中每个零部件的主要位置。

2.工装校准技术。对于飞机零部件的柔性装配至关重要，它可确保在装配过程中有效地维护和定位内容，并提高装配精度。由于装配工具中的飞机容易产生小变形，因此需要一个数字化柔性工装来校准重要零件的定位工具，以影响工具的制造精度。首先，需要确定测量参考点的位置，以避免轻微变形和误差。在安装前的实施阶段，必须提前校准设备以纠正系统误差值，然后测量并定位位置确定，精度效应可确保机身各部分的定位精度与上下横梁的定位精度相匹配。通常使用动态校准方法来确定柔性装配精度，然后控制系统支架和横梁定位的位移。然后重复精度。主控制系统允许实时驱动横梁的位移和位置，并通过比较校正两端的位移误差。

3.装配测量流程技术。在飞机柔性装配技术的基础上优化装配，从工装校准，确保各技术满足技术要求。测量过程中介绍了基于激光跟踪数字测量系统的控制参数，如将测量参考点和坐标系转换为飞机坐标系，然后优化定位方法。此外，需要不断调整定位器，以确保正确组装元件，然后锁定下一部件并继续装配。

总体而言，飞机装配仍存在许多困难问题。采用激光跟踪方法时，铆钉噪声会影响现场装配过程中测量的距离和角度，从而导致测量误差。此测量需要分析噪声的影响，然后进行补偿。机身装配有很多问题，需要我们的技术人员来实现我国航空业的突破和完善。柔性装配数字化测量技术在实际设计过程中需要进一步优化和扩展，以显着提高机械零件的装配精度，缩短装配周期，降低装配成本，确保飞机装配过程中数值的有效协调。

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