浅谈飞机总装自动化装配生产线[1](精)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ຫໍສະໝຸດ Baidu132
《装备制造技术》2011年第10期
3飞机柔性支撑技术
飞机总装生产线,采用机身定位器、左右机翼定位,代替原有的千斤顶,实现飞机的准确入位支撑。定位器由底座、纵横拖板、上拖板、支撑缸体、伸缩柱、球头夹紧机构组成。采用伺服电机、蜗轮蜗杆减速器、丝杠螺母传动,实现伸缩柱的X、Y、Z这3个方向移动;采用封闭式光栅尺,在每个方向上采用全闭环控制可以实现X、Y、Z这3个方向联动控制,提高系统的控制精度。为了避免在姿态调整时的意外情况使得机身受力过大而损坏,采用压力传感器通过力的反馈,来控制定位器的进给,在控制上提高了系统工作的安全性;X、Y、Z这3个方向分别设计了限位开关和机械限位,在结构上提高工作的安全性;滚珠丝杠采取防护罩进行防护。
调姿控制系统通过仿真分析及调姿路径规划,发布命令由控制系统执行调姿指令,完成机身前段姿态调整。自动对合3个阶段由同步移动支撑机身前段的两组定位器,使其到达指定位置(与距离机身前段之间的相互距离可以设定,完成机身前段与机身中段的自动化对合,也可人工手轮驱动定位器同步移动(运动分辨率为0.05mm,进行机身前段与机身中段的手工对合。
波音公司最先尝试并探讨了改变传统装配方法的途径,从最初利用共用定位来减少工装,广泛采用自动化装配站到实现柔性化装配,最终形成移动生产线,这个发展过程,使飞机装配技术发生了革命性的变化。通过模块化装配、自动化装配站、脉动式生产线、移动生产等飞机总装技术,波音777飞机的研制,使研制周期缩短50%,出错返工率减少75%,成本降低25%,成为自动化装配技术在飞机制造中应用的标志和典范。
(1飞机装配采用手工作业模式,产品一致性差,品质不稳定;
(2飞机生产过程中工装、设备来回移动,存在安全隐患;
(3生产管理以调度管理为主,与先进的计划管理模式存在很大差距;
(4批生产能力不足,多品种、变批量生产快速转换能力不强,生产组织效率低,无法实现连续生产均衡交付。
为了改变这种现状,必须引进新技术,通过调研、深入了解了国内外飞机总装配技术的研究、发展和应用现状,自主创新建设飞机总装生产线,实现数控定位技术、大部件自动对接技术和数字化测量技术在飞机总装生产中的集成应用。
飞机总装生产线支撑定位器,采用先进的数字化传感器技术,实现了飞机的自适应、无应力入位;三坐标数控定位器准确支撑。改变了原有的千斤顶靠人工推入,目测方式入位的飞机支撑方式,在减轻工人劳动强度的同时,保证了飞机支撑无应力自动化支撑。
4大部件自动对接技术
飞机大部件对接,是整机装配的开始,其装配品质和效率直接影响后续的装配进程,总装生产线通过工艺集成管理系统、激光测量系统和控制系统,协调驱动三坐标数控定位器,实现机身前段与机身中段姿态调整和对接。
飞机大部件自动对接,通过激光跟踪仪测量定位,数控定位器支撑组合工作平台进行调姿对合,完成机身前段与机身中段的自动化对合。彻底改变了原有吊装对接时,飞机姿态不稳定,推入定位靠人工目测不准,对合过程中存在应力装配的缺陷,大大提高了飞机的装配品质,降低了装配过程中的风险。
2国内飞机总装配技术发展现状
国内飞机总装,通常采用固定机位装配方式,即人、物、设备、工装等围绕着飞机转。整个总装过程,基本上是全部依靠人工装配,所用的工装主要是工作梯,测量设备落后、效率低下。虽然近年来国内也开展了一些相关技术的研究和应用探索,局部装配环节采用了一些数字化装配技术,但总体上与航空工业发达国家相差甚远。远远不能满足新型号的要求。这种差距,综合体现在以下4个方面:
浅谈飞机总装自动化装配生产线
李洋,桑龙
(海军装备部,陕西西安710089
摘要:阐述了某型飞机总装生产线通过对柔性制造技术、自动化装配技术、数字化测量技术、精益制造及信息化等先进技术研究与应用,实现飞机的准确定位支撑、大部件自动化对接、整机数字化测量及平稳性移动,从而提高飞机总装配技术水平,提高生产效率,缩短生产周期,降低生产成本。
关键词:飞机;总装;自动化;柔性技术;数字化测量技术;移动技术
中图分类号:V268文献标识码:A文章编号:1672-545X(201110-0132-03
收稿日期:2011-07-03
作者简介:李洋(1979-,男,陕西咸阳人,工程师,学士,研究方向:飞机制造工艺;桑龙(1977-,男,陕西西安人,工程师,硕士,研究方向:飞机制造工艺。
1国外飞机自动化装配技术的发展
国外飞机装配技术,基本上经历了传统的手工装配、半机械化装配、机械化装配和自动化装配的过程。上世纪中期,一些航空制造业巨头,如波音、空客等花大力气,投入巨资研究了以自动化装配为基本单元的飞机移动总装配生产线,并很快取得了令人瞩目的成功。先进的飞机装配技术和生产管理模式,彻底改变了人们的飞机装配制造理念,大幅度提高了飞机装配品质和效率。
飞机总装生产线机身前段与机身中段对接,分为支撑调平、测量调姿、自动对合共3个阶段,支撑调平阶段采用3个固定支撑定位器,对机身进行支撑,利用激光跟踪仪测量机身上的水平测量点,将测量数据传送给站位工艺控制系统、调姿控制系统,完成对机身位姿态的评价、仿真分析及调姿路径规划,根据刚体不变性原理,评价调姿路径的合理性,发布命令由控制系统执行调姿指令,进行机身中段调平。
测量调姿阶段,利用激光跟踪仪测量机身对合面上选定的对合孔位置信息,并以此作为机身前段调姿对合的依据,由两组定位器、组合平台加柔性托架实现对机身前段的支撑,激光跟踪仪测量机身前段上(与机身中段上被测量对合孔存在配合关系选定的对合孔,并将测量数据传送给站位工艺控制系统,站位工艺控制软件根据对合孔的配合对应关系,计算机身前段的当前位姿和目标位姿,并将其传递至调姿控制系统。
Equipment Manufactring Technology No.10,2011
飞机自动化装配是实现缩短生产周期、降低成本、提高生产效率目标的重大关键技术。由于现代飞机都有较高的寿命要求,因而装配精度和装配品质起着重要的作用。一架飞机所用的连接件少则数十万件,多则上百万件,从减重、防腐、抗疲劳、密封、安装等方面出发,采用自动装配技术不仅可实现对不开敞、难加工部位的装配,而且还能有效提高装配效率和装配品质,降低装配成本,改变传统的装配方式,这是手工装配所不能完成的。
《装备制造技术》2011年第10期
3飞机柔性支撑技术
飞机总装生产线,采用机身定位器、左右机翼定位,代替原有的千斤顶,实现飞机的准确入位支撑。定位器由底座、纵横拖板、上拖板、支撑缸体、伸缩柱、球头夹紧机构组成。采用伺服电机、蜗轮蜗杆减速器、丝杠螺母传动,实现伸缩柱的X、Y、Z这3个方向移动;采用封闭式光栅尺,在每个方向上采用全闭环控制可以实现X、Y、Z这3个方向联动控制,提高系统的控制精度。为了避免在姿态调整时的意外情况使得机身受力过大而损坏,采用压力传感器通过力的反馈,来控制定位器的进给,在控制上提高了系统工作的安全性;X、Y、Z这3个方向分别设计了限位开关和机械限位,在结构上提高工作的安全性;滚珠丝杠采取防护罩进行防护。
调姿控制系统通过仿真分析及调姿路径规划,发布命令由控制系统执行调姿指令,完成机身前段姿态调整。自动对合3个阶段由同步移动支撑机身前段的两组定位器,使其到达指定位置(与距离机身前段之间的相互距离可以设定,完成机身前段与机身中段的自动化对合,也可人工手轮驱动定位器同步移动(运动分辨率为0.05mm,进行机身前段与机身中段的手工对合。
波音公司最先尝试并探讨了改变传统装配方法的途径,从最初利用共用定位来减少工装,广泛采用自动化装配站到实现柔性化装配,最终形成移动生产线,这个发展过程,使飞机装配技术发生了革命性的变化。通过模块化装配、自动化装配站、脉动式生产线、移动生产等飞机总装技术,波音777飞机的研制,使研制周期缩短50%,出错返工率减少75%,成本降低25%,成为自动化装配技术在飞机制造中应用的标志和典范。
(1飞机装配采用手工作业模式,产品一致性差,品质不稳定;
(2飞机生产过程中工装、设备来回移动,存在安全隐患;
(3生产管理以调度管理为主,与先进的计划管理模式存在很大差距;
(4批生产能力不足,多品种、变批量生产快速转换能力不强,生产组织效率低,无法实现连续生产均衡交付。
为了改变这种现状,必须引进新技术,通过调研、深入了解了国内外飞机总装配技术的研究、发展和应用现状,自主创新建设飞机总装生产线,实现数控定位技术、大部件自动对接技术和数字化测量技术在飞机总装生产中的集成应用。
飞机总装生产线支撑定位器,采用先进的数字化传感器技术,实现了飞机的自适应、无应力入位;三坐标数控定位器准确支撑。改变了原有的千斤顶靠人工推入,目测方式入位的飞机支撑方式,在减轻工人劳动强度的同时,保证了飞机支撑无应力自动化支撑。
4大部件自动对接技术
飞机大部件对接,是整机装配的开始,其装配品质和效率直接影响后续的装配进程,总装生产线通过工艺集成管理系统、激光测量系统和控制系统,协调驱动三坐标数控定位器,实现机身前段与机身中段姿态调整和对接。
飞机大部件自动对接,通过激光跟踪仪测量定位,数控定位器支撑组合工作平台进行调姿对合,完成机身前段与机身中段的自动化对合。彻底改变了原有吊装对接时,飞机姿态不稳定,推入定位靠人工目测不准,对合过程中存在应力装配的缺陷,大大提高了飞机的装配品质,降低了装配过程中的风险。
2国内飞机总装配技术发展现状
国内飞机总装,通常采用固定机位装配方式,即人、物、设备、工装等围绕着飞机转。整个总装过程,基本上是全部依靠人工装配,所用的工装主要是工作梯,测量设备落后、效率低下。虽然近年来国内也开展了一些相关技术的研究和应用探索,局部装配环节采用了一些数字化装配技术,但总体上与航空工业发达国家相差甚远。远远不能满足新型号的要求。这种差距,综合体现在以下4个方面:
浅谈飞机总装自动化装配生产线
李洋,桑龙
(海军装备部,陕西西安710089
摘要:阐述了某型飞机总装生产线通过对柔性制造技术、自动化装配技术、数字化测量技术、精益制造及信息化等先进技术研究与应用,实现飞机的准确定位支撑、大部件自动化对接、整机数字化测量及平稳性移动,从而提高飞机总装配技术水平,提高生产效率,缩短生产周期,降低生产成本。
关键词:飞机;总装;自动化;柔性技术;数字化测量技术;移动技术
中图分类号:V268文献标识码:A文章编号:1672-545X(201110-0132-03
收稿日期:2011-07-03
作者简介:李洋(1979-,男,陕西咸阳人,工程师,学士,研究方向:飞机制造工艺;桑龙(1977-,男,陕西西安人,工程师,硕士,研究方向:飞机制造工艺。
1国外飞机自动化装配技术的发展
国外飞机装配技术,基本上经历了传统的手工装配、半机械化装配、机械化装配和自动化装配的过程。上世纪中期,一些航空制造业巨头,如波音、空客等花大力气,投入巨资研究了以自动化装配为基本单元的飞机移动总装配生产线,并很快取得了令人瞩目的成功。先进的飞机装配技术和生产管理模式,彻底改变了人们的飞机装配制造理念,大幅度提高了飞机装配品质和效率。
飞机总装生产线机身前段与机身中段对接,分为支撑调平、测量调姿、自动对合共3个阶段,支撑调平阶段采用3个固定支撑定位器,对机身进行支撑,利用激光跟踪仪测量机身上的水平测量点,将测量数据传送给站位工艺控制系统、调姿控制系统,完成对机身位姿态的评价、仿真分析及调姿路径规划,根据刚体不变性原理,评价调姿路径的合理性,发布命令由控制系统执行调姿指令,进行机身中段调平。
测量调姿阶段,利用激光跟踪仪测量机身对合面上选定的对合孔位置信息,并以此作为机身前段调姿对合的依据,由两组定位器、组合平台加柔性托架实现对机身前段的支撑,激光跟踪仪测量机身前段上(与机身中段上被测量对合孔存在配合关系选定的对合孔,并将测量数据传送给站位工艺控制系统,站位工艺控制软件根据对合孔的配合对应关系,计算机身前段的当前位姿和目标位姿,并将其传递至调姿控制系统。
Equipment Manufactring Technology No.10,2011
飞机自动化装配是实现缩短生产周期、降低成本、提高生产效率目标的重大关键技术。由于现代飞机都有较高的寿命要求,因而装配精度和装配品质起着重要的作用。一架飞机所用的连接件少则数十万件,多则上百万件,从减重、防腐、抗疲劳、密封、安装等方面出发,采用自动装配技术不仅可实现对不开敞、难加工部位的装配,而且还能有效提高装配效率和装配品质,降低装配成本,改变传统的装配方式,这是手工装配所不能完成的。