飞机装配工艺样机构建关键技术研究

3.0 闻远设计 2024-03-29 11 4 19.52KB 5 页免费

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飞机装配工艺样机构建关键技术研究

摘要：随着现代飞行器设计制造流程的不断整合，急需建立一套完整的数据协调与传递模型，

以改善飞机开发中的数据传递效率，缩短数据发布周期，降低制造成本。在飞机制造中，如何

将产品的设计意图有效地传达给制造企业，是航空公司必须要解决的一个重要而又必要的问

题。设计所签发的飞机产品设计模式只包含工艺参数，并未建立工艺特征与 3D 建模的联系，

不利于工艺信息的传达与发布，因此，制造工程部应结合实际技术条件、实际生产能力、工艺

技术要求及设计人员的设计实践，对设计模式进行工艺加工、重新设计。如何合理、高效地实

现流程信息的传输与分发，是目前航空生产企业急需解决的问题。该文在国家型号工程的基础

上，从建模、表达和传递的角度出发，提出基于模型化、表达和传递的飞机组装工艺模型，并

对模型化的关键技术进行深入的探讨，并给出各种工艺信息的建模与表达。在此基础上，提出

一种以数字化为基础的工艺信息传输模型，研制一套装配工艺原型模型，并在实际生产中得到

应用。

Abstract：With the continuous integration of modern aircraft design and manufacturing processes,

there is an urgent need to establish a complete data coordination and transfer model to improve the

efficiency of data transmission in aircraft development, shorten the data release cycle and reduce

manufacturing costs. In aircraft manufacturing, how to effectively convey the design intention of the

product to the manufacturing enterprise is an important and important problem that airlines must solve.

The aircraft product design pattern issued by the designer only contains process parameters and does

not establish the relationship between process features and 3D modeling, which is not conducive to the

transmission and release of process information. The manufacturing engineering department should

carry out process processing and redesign of the design pattern according to the actual technical

conditions, actual production capacity, process and technical requirements and the design practice of

designers. How to realize the transmission and distribution of process information reasonably and

efficiently is an urgent problem for aviation production enterprises. This on the basis of national model

engineering, from the point of view of modeling, representation and transmission, an aircraft assembly

process model based on modeling,representation and transmission is put forward, and the key

technologies of modeling are discussed deeply. The modeling and expression of all kinds of process

information are given. On this basis, a digital-based process information transmission model is

proposed, and a set of assembly process prototype model is developed and applied in practical

production.

Keyword：aircraft assembly; key technology; assembly of prototype; system construction; model;

随着现代飞行器的制造工艺趋向于集成，急需构建一套完备的数据协同传递模型，以缩短发布

周期，降低制造成本。在飞机制造业中，产品的设计意向需要传达到整个生产流程中，而由设

计所签发的飞机产品的设计模式只包括工艺参数的一小部分，并未与工艺特征及 3D 建模建立

联系，这对工艺过程中工艺资讯的传达与发布都是不利的，因此，要结合实际的技术条件、实

际生产能力、工艺技术要求及个人的设计实践，对其进行工艺加工和重新设计。科学、高效地

进行流程管理，是我国目前航空工业生产需要注重的方面。在我国的样板工程中，以组装过程

信息的建模、表达和传递为研究目标，建立了基于原型的飞机组装过程模型，并在此基础上进

一步探讨了该模型的构造技术，并对各种过程信息的建模与表达方式进行了探讨。通过对制造

过程数据的分析，提出了一种基于数据的加工过程的数据传输模型，研制出了一套完整的组装

过程原型模型。

　　 1　现代飞机装配技术的发展

随着计算机技术信息化和自动化技术的不断发展及在生产中的运用，使得传统生产方式产生了

巨大的变化。电子产品的数字化是企业技术发展的一个主要指标。应用实例证明，采用数字化

技术可以缩短产品开发周期，降低开发成本，提高产品质量，为构建现代化产品开发体系奠定

了坚实的基础。目前，波音、空客等国外飞机制造公司已基本形成了飞机设计、制造和管理的

全三维数字化集成系统，使生产品质得到改善。随着与外国航空公司的联合，国内的航空公司

开始引入或研发一批数字化的软件和数字化装备，逐步将数字化设计、制造和管理等技术引入

到产品研发中来，大大缩短了研发周期，提高了产品质量，促进了我国飞机研制数字化、智能

化的发展。

1.1 工艺设计与装配

CAD 工艺设计是 CAD 与CAM 之间的桥梁与纽带，是 CAD 与CAM 的重要组成部分。当

前，CAPP（计算机辅助工艺过程设计）技术在装备制造业中的应用，主要是根据设计者所提

供的三维模型，并根据生产单位的具体情况，对其进行工艺规划，最后得出的工艺方案是静态

的。在推进到生产现场后，操作人员根据生产计划的要求进行生产，如果不能通过检验，则是

由于工艺设计中的哪一个环节出现了问题。目前尚无一套行之有效的检测方法，且在加工过程

中尚无完善的控制方法可实现产品与工艺间的实时交互调节。飞机装配过程设计是飞机制造过

程中的一个重要环节，其装配质量、装配效率、开发周期和使用寿命等多个方面都有很大的需

求，而对其进行优化则必须借助产品的全寿命周期数据，从而对飞机产品生产过程中产生的各

种信息进行有效的分析与优化。本文正是针对以上问题，提出了以数字孪生为基础的飞机组装

工艺技术，将实际生产和虚拟制造有机地结合起来，实现对产品的预测和生产过程的无缝映

射。减少了大量的现场实际作业时间，提高了飞机的质量，并根据实际生产条件进行了计划和

工艺参数的设计。对航空总装工业来说，由于其涉及到的工艺类型太多，涉及到的工艺参数太

多，对工艺设计、工艺制造等各个环节的集成化程度要求都很高，目前采用的数据传输方法还

不能完全满足生产过程中的信息流动，造成了信息的孤岛和不协调。传统的 CAPP 从CAD 系

统中获取产品设计信息，并根据工艺设计师的经验，制订相应的工艺方案，提高了工艺设计的

效率，但因为组装工艺方案是静态的，不可能对后续的分析和优化工作进行全面的分析和优

化，所以在组装过程中，技术协调性的问题比数据结构复杂，造成了大量的返工、返修和报

废，严重地影响了飞机的研发进度和质量。

1.2 自动化制孔与连接技术

采用全自动打孔器实现自动精加工，提高零件的表面质量、配合性能和结构形式等工艺条件，

能有效地适应现代化生产的高寿命、高质量、高效率和低成本需求。采用全自动联接装置，可

大大改善作业效能和联接品质的稳定。在科技的飞速发展下，制造孔口的数字加工装置已经从

结构简单、功能单一的 CNC 发展到了从结构到功能高度集成的数字冲孔接头组装中心。数字

移动流水线技术可根据在生产线上的飞行器实现一体化的在线检测技术，这一技术的实现主要

包括 2个方面的内容：一是光缆，二是网络。采用计算机技术、信号分析与控制技术及计算机

自动技术相结合，通过现场的仿真控制装置，按照指定的测试程序，对其进行迅速、精确的测

试。通过对电缆、系统的导通、绝缘、耐压、总线检查和智能定位等功能的检测，实现线缆和

系统功能的数字化、自动化、智能化和一体化，提高检测的效率，减轻劳动强度和人为的错

误，减少组装时间。自动组装流水线在民用飞机、F-35 和A380 等飞机的制造中都有一定的应

用。改变了以往的大批量组装生产模式，改为单个零件流水作业，极大地减少了飞机组装的工

期，减少了生产费用，改善了产品的组装品质。

　　 2　智能制造特征分析

智能化制造是以感知、网络、自动化和人工智能等为核心，以智能化的感知、人机交互和决策

与执行为基础，实现产品设计、生产、管理和服务等制造过程的智能化，其是信息技术、智能

技术和设备制造业技术的高度整合和综合。智能化生产具有状态感知、实时分析、自主决策、

高度集成和精确实施等特点。

2.1 认知状况

通过对制造车间人员、设备、模具、材料、工具和量具等多种制造因素的全方位的认识，从而

使制造过程中物与物、物与人及人与人大量联系成为制造智慧制造的基石。利用各种不同的传

感器和无线网路，可以使生产资源互联互通，保证生产流程可以实时、准确和可靠地获得生产

流程中的多种信息。

2.2 即时性

生产资料是所有的决定和行动的源头和基础。利用生产工艺感知技术获取各种生产资料，实时

检测、实时传输、实时处理和实时分析生产过程中的大量生产数据，将多源、异构和分散的生

产现场数据转换为可视化生产信息，实现精确生产和生产的精确决策。

2.3 自我决定

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摘要：

飞机装配工艺样机构建关键技术研究摘要：随着现代飞行器设计制造流程的不断整合，急需建立一套完整的数据协调与传递模型，以改善飞机开发中的数据传递效率，缩短数据发布周期，降低制造成本。在飞机制造中，如何将产品的设计意图有效地传达给制造企业，是航空公司必须要解决的一个重要而又必要的问题。设计所签发的飞机产品设计模式只包含工艺参数，并未建立工艺特征与3D建模的联系，不利于工流息的传达与发布，因此，制造工程部应结合实际技术条件、实际生产能力、工艺技术要求及设计人员的设计实践，对设计模式进行工艺加工、重新设计。如何合理、高效地实现流程信息的传输与分发，是目前航空生产企业急需解决的问题。该文在国家型号工程的基...

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