浅谈飞机总装自动化装配生产线

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

一飞机柔性支撑技术

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

。

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

。

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

0.05

m m

）

，

进行机身前段与机

身中段的手工对合

。

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

。

5

数字化测量技术

飞机测量系统工作有：

全机水平测量

、

惯导水平

测量

、

航炮校靶

、

平显校靶

、

雷达校靶

。

5.1

原有测量方法的弊端

原有的测量是利用水平仪

、

测量尺

、

靶板和校靶

装置进行的，

是在飞机水平的基础上，

X-

Y

轴向

即

（

水平姿态

）

采用水平仪测量，

并将各产品调节到水平

状态；

Z

轴向采用了吊线加水平仪，对各自系统的靶

板进行摆放

（靶板放置在飞机前方

25

m

）

；

然后，

各个

产品再分别对准各自的靶板进行调校。

整个测量方法和测量过程，

存在着一定的弊端

。

（

1

）在操作上造成了重复工作

。

例如，

各专业进

行校靶测量时，

采用了分别摆放靶板，

同样程序雷达

校靶

、

平显校靶

、

航炮校靶需做出重复的工作；

（

2

）各专业根据各自的测量要求，制造了各自不

同形状

、

不同要求的靶板，

靶板多且不通用；

（

3

）靶板摆放远，

占用厂房有效空间；

（

4

）人

工

测

存

在

一

定

的

人

为

误

差

，

测

量

不

精确

。

5.2

激光测量技术的优势

飞机总装生产线采用激光测量技术，利用激光

跟踪仪

（

T r a c k e r

）

、

手持测量装置

（

T-

P r o b e

）

，

通

过计算机控制，

实现飞机水平测量和校靶测量，包括

全机水平测量

、

起落架参数测量

、

平显校靶

、

航炮校

靶

雷达校靶和惯导校准。

其优势为：

133

Equipment Manufactring Technology

No.10

，

2011

Brief

Discussion

on

Aircraft

Final

Assembly

Automatic

Assembly

Line

L I

Y a n g

S A N G

L o n g

（

N a v a l Equipment

D e p a r t m e n t

，

X i

’

an 710089,China ）Abstract: This

article describes the advanced technology research and

application

of

flexibility manufacture technology, automatic assembly technology,

digital measuring technology, leaning manufacture

and informationalization etc.

in

final

assembly

line

for

certain

type

of airplane; the accurate positioning support, large

part automatic butt,

whole aircraft digital measurement and

stable movement

of

the

aircraft

is

realized so

that

the aircraft final assembly technology is improved, the production efficiency raised, the production leadtime shorten and

the aircraft production