中型运输机尾翼装配技术
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完成单位:航空工业陕西飞机工业(集团)有限公司
登记编号:ZSCX-D4-J-1-124
登记年份:2020
发布时间:2020-09-21
一、立项背
飞机总装是飞机制造过程中的最后一个环节,其装配质量与装配效率将直接影响飞机的交付日期。“十三五”期间订单数量急剧增加,用户对国防装备的质量及可靠性要求更高,因此,为满足国家制造业战略和市场竞争需求,迫切需要提升飞机制造自动化、智能化水平,来保证飞机总装生产效率和装配质量,增强我国航空企业国际竞争力
陕飞公司充分借鉴和采用国内外成熟先进的飞机数字化、信息化技术,并引入德国工业4.0和中国制造2025规划理念,建设了一条具有“数字化、集成化、自动化、智能化”特点的飞机总装脉动生产线,保持5年内处于国内行业领先,10年不落后的技术水平,实现生产节拍固定、年产飞机数量稳定的目标
整条脉动生产线的运转都是始于一站位的大部件对接。其中机翼对接及垂尾对接均采用已经应用成熟的工艺方法无工艺难点,而平尾装配因有调姿要求,原有工艺方法在保证技术条件要求的安装角及上反角时存在一定误差且操作过程繁琐效率较低。为了解决该项工艺难点并提高整条生产线的运作效率,陕飞公司针对数字化平尾对接技术开展相关研究,寻找解决措施,确保风险可控,保证数字化总装脉动生产线运转顺畅
二、内涵和主要做
在行业内率先使用整套平尾对接调姿系统,使整个平尾装配过程完全受控,采用该技术生产制造的多型机均未出现过不符合设计要求状态的情况。该技术项目设置提高了数字化平尾对接制造精度满足设计要求,实现精确调整平尾姿态,高效完成对接工作。主要做法有以下几点
1、采用激光跟踪仪配合调姿平台通过调整平尾位姿,使其在未与机体相连状态下依靠调姿平台夹持模拟出平尾的上反角、安装角等位姿要求
2、采用专用调姿系统处理理论数据和激光跟踪仪实测数据的双向转换,建立理论坐标系和装配坐标系之间的关联性
3、整套调姿系统可以通过坐标采集功能将定位器运行数据和当前状态在平尾调姿集成系统中实时显示,包括承载力、当前位置、移动速度,工作状态等
三、创新亮点
1、在国内航空企业中率先采用激光跟踪仪配合调姿平台通过调整平尾位姿,使其在未与机体相连的状态下依靠调姿平台夹持模拟出平尾的上反角、安装角等位姿要求,解决了传统工艺方法中需要吊车牵引,人工辅助调整带来的精度低、效率低、劳动强度大的问题
2、采用专用调姿系统处理理论数据和激光跟踪仪实测数据的双向转换,建立理论坐标系和装配坐标系之间的关联性。在此基础上,根据测量数据计算出平尾的空间位姿,通过对当前位姿和目标位姿的分析比较,基于一定的规则生成调姿路径,在平尾移动过程中,能够对平尾的空间位姿进行实时监测,并对调姿路径实时修正
3、整套调姿系统可以通过坐标采集功能将定位器运行数据和当前状态在平尾调姿集成系统中实时显示,包括承载力、当前位置、移动速度、工作状态等。该项功能可以了解到平尾装配过程中平尾部件相对于飞机机体的实时状态,能极大的提升装配稳定性及安全性,具有较大的推广应用前景及军事、社会效益
四、实施应用效
中型运输机尾翼装配技术已在多型机的平尾对接装配上得到了应用,根据装配时长的统计相较原有工艺方法节省了约40%的时间。该技术应用在多架机生产过程中未出现任何架机该部位设计尺寸超差问题。中型运输机尾翼装配技术应用以来,该部位工序由原来的7人减少至4人即可完成,并且能够快速准确的记录平尾姿态数据,便于用户代表检查产品状态。目前,中型运输机尾翼装配技术已经运用在数字化飞机的多个型号上,应用情况良好。解决了飞机平尾装配时上反角、安装角等位姿要求较难保证的工艺难点,对飞机产品的质量提升作出了突出贡献。中型运输机尾翼装配技术相较于原有的工艺方法提高了产品质量和生产效率,缩短了装配周期,降低了生产成本和劳动强度。设计并研发的整套智能测量移载技术能很好的匹配中型运输机尾翼装配过程,使整个装配工艺达到了可视化精确调整的水平
五、应用推广情
该技术中使用的整套平尾调姿平台结合激光跟踪仪检测、记录标志点的精确控制技术已达到国内行业领先水平、国际先进水平,极大地提高了飞机装配效率,减少了装配误差,缩短了飞机交付周期,降低了生产成本和劳动强度。这一技术促进了陕飞公司对新型技术的研发,提高了同行业之间的竞争力,进而为公司创造了极大的经济效益。中型运输机尾翼装配技术的研究,不仅为公司积累了数字化装配制造技术经验,也为行业内航空产品大部件对接提供了技术参考,该技术具有非常大的扩张空间,对推动飞机数字化装配制造具有重大的意义。可广泛应用在军民两用航空器的研制中,对推动我国航空制造技术水平提升、加快航空产业发展具有一定的贡献