數字化技術在飛機裝配中的應用-全文預覽
【正文】 傳統條件下，裝配完成后可以由工裝、標準量具等模擬量設備進行產品的測量與檢驗。 簡化裝配型架結構需要裝配工藝人員與工裝設計人員、產品結構設計人員一同確定，建立滿足結構產品自身建立安裝定位信息要求的產品模型和型架模型。 在并行產品定義過程中，只有通過了數字化預裝配，并解決了所有干涉和接口匹配問題后，才可以批準設計的發(fā)放狀態(tài)。 在現有的 PDM 系統基礎上，根據實際需要進行二次開發(fā)工作，提供數字化預裝配工作中的產品數據管理和過程管理，并通過 PDM 系統建立單一產品數據源，支持飛機產品多專業(yè)并行設計的信息共享問題。 數字化裝配過程模型的建立過程包括：早期計劃、裝配過程模擬、標準時間分析、裝配工藝模型、產品資源、工作計劃、目標成本分析等。 根據數字化預裝配軟件所提供的功能，設計人員能夠以最小的代價解決產品零件與工裝零件之間本身存在的問題。 (2) 數字化產品裝配模型集成仿真技術。 根據國標、航標以及工廠標準化的要求，建立全數字環(huán)境下結構產品預裝配的方法和使用管理的標準和技術規(guī)范，包括數字化預裝配標準體系、三維建模存取、裝配模型建立規(guī)范、數字化預裝配空間干涉運動干涉分析規(guī)范、并行工作管理規(guī)范以及工作流程管理規(guī)范等。 首先利用裝配過程模擬軟件對產品的部件進行裝配過程定義，確定部件所屬各零組件的裝配順序；而后模擬工廠現有裝配條件和工段工作安排，進行裝配路徑的調整和優(yōu)化；最后在數字化裝配仿真系統中進行裝配過程仿真，即利用仿真軟件的人機工程等虛擬現實技術，確定裝配過程的可操作性和合理性，解決數字化產品模型裝配過程中所遇到的干涉問題。采用數字化裝配技術可以有效地評價產品的可裝配性，減少因設計原因造成的更改或返工，縮短研制周期，降低產品成本，提高產品競爭能力。 數字化裝配仿真、協調與數字化 (4) 制定適應于數字化裝配的新的飛機結構方案。圖中， PDM 系統為協同設計提供必要的基礎集成環(huán)境。 (3) 裝配設計可視化協同仿真平臺。 在內的并行設計規(guī)范 需要為并行數字化設計建立設計規(guī)范，明確設計人員與工藝人員的分工和責任，確定設計人員與工藝人員進行數字化設計和裝配模擬仿真的工作內容和基本方法。 建立數字化裝配協調體系，需要從以下幾個方面考慮： 利用該技術可以建立起一套有效的產品結構及產品發(fā)放過程控制機制，建立相關的工作規(guī)范和制度，保證飛機裝配所需的數字量信息的正確傳遞。 利用先進的裝配互換協調技術，盡量減少在裝配過程中使用連接件，段件對合時不再鉆孔。 普遍采用數控自動鉆鉚技術，大幅度提高了鉚接質量和進度。 設計制造并重，產品設計與裝配設計緊密結合，實施并行工程。 洛克希德 在 X45 無人駕駛戰(zhàn)斗機項目中也采用了這一先進技術。 馬丁公司在研制 JSF 戰(zhàn)斗機 X35 過程中明確提出：要使 JSF 飛機裝配制造過程的周期縮短 67% ，其中單架周期要從 15 個月縮短到 5 個月；工藝裝備由 350 件減少到 19 件，即減少 95% ；制造成本降低 50% 等，此外 , 洛克希德 國外現狀 （ 7 ）采用專用工裝裝配，光學儀器測量安裝仍是目前飛機裝配的主要手段，未能在數字化裝配技術方面實現新的突破，導致飛機制造成本居高不下； （ 3 ）數字化技術的應用規(guī)模較小，還未實現一個完整型號的全面數字化； 我國的飛機裝配技術和組織管理方式，雖然在局部上采用了較先進的技術，如利用激光跟蹤儀或計算機輔助經緯儀（ Computer Aided Theodolite ， CAT ）技術安裝型架，少數采用了自動鉆鉚技術，簡化了裝配型架結構。 國內外飛機裝配技術現狀 （ 2 ）飛機的設計制造仍主要采用串行模式，制造模式未實現根本轉變； （ 6 ）在裝配技術方面，雖然局部采用了數字化技術，如在協調方式上局部采用了數字量傳遞方法，但模擬量傳遞仍然是當前眾多企業(yè)飛機制造的主要協調方法； 美國波音 777 飛機的研制，由于全面采用了該項新技術，使研制周期縮短 50% ，出錯返工率減少 75% ，成本降低 25% ，成為數字化設計制造技術在飛機研制中應用的標志和里程碑。(1) 洛克希德 (2) 波音公司在研制 X32 機時也是如此，當零部件匯集到 JSF 方案驗證機總裝基地 —— 加利福尼亞州帕姆戴爾時，已見不到通常陪伴在飛機生產線上的巨大型架，取而代之的是一種通用支架，用它支撐 JSF 的主要部件，利用 4 部
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