飞机装配技术
现代飞机装配技术的发展
目录
摘要 (1)
Abstract (2)
第一章引言 (3)
1.1 飞机装配技术 (3)
1.2 国内外飞机装配技术研究现状 (3)
1.2.1 我国飞机工装设计制造研究现状 (3)
1.2.2 国外飞机数字化柔性工装研究及应用 (4)
1.3 飞机装配技术的发展 (5)
第二章飞机装配中的协调技术 (7)
2.1 数字化标准工装技术 (7)
2.1.1 数字标工模型的建立 (8)
2.1.2 数字标工方法的应用 (9)
2.2 装配中的数字化协调路线 (10)
2.3 模拟量与数字量混合协调 (12)
2.3.1 模拟量协调 (12)
2.3.2 数字化协调 (13)
2.3.3 混合协调 (13)
第三章飞机数字化装配 (15)
3.1 飞机数字化装配技术 (15)
3.1.1 数字化装配技术的内涵 (15)
3.1.2 数字化装配工艺技术 (15)
3.1.3 数字化柔性装配工装技术 (16)
3.2 飞机数字化装配技术体系 (17)
3.2.1 飞机数字化装配关键基础技术 (18)
3.2.2 飞机数字化装配关键应用技术 (20)
3.2.3 飞机数字化装配技术标准与规范 (22)
3.3 飞机数字化装配系统及其应用 (23)
3.3.1 飞机数字化装配系统组成和特点 (23)
3.3.2 飞机数字化装配系统的工作原理 (23)
3.3.3 飞机数字化装配系统的实际应用 (24)
3.3.4 飞机数字化装配系统的应用意义 (24)
第四章数字化测量技术 (25)
4.1 数字化测量技术的现状和发展趋势 (25)
4.1.1 基于精密测量的数字化协调技术 (25)
4.1.2 关键零件质量控制 (27)
4.1.3 部件装配中的测量技术 (28)
4.1.4 全机对接中的测量技术 (29)
4.1.5 移动生产线中的测量技术 (28)
4.2 面向装配的数字化测量技术 (29)
4.3 数字测量技术 (29)
4.3.1 数字照相测量系统 (32)
4.3.2 室内 GPS 测量系统 (33)
4.3.3 激光跟踪测量系统 (34)
4.3.4 数字测量技术在装配中的应用 (34)
4.4 飞机数字化装配测量系统 (36)
4.4.1 激光跟踪测量系统 (37)
4.4.2 数据处理系统 (37)
4.4.3 实时运动仿真系统 (37)
4.4.4 飞机数字化装配测量系统特色 (38)
第五章飞机装配工艺装备 (39)
5.1 我国航空主机厂目前工装设计制造中存在的问题 (39)
5.1.1 工装设计制造已成为飞机研制中的瓶颈 (39)
5.1.2 工装结构有待改进 (38)
5.1.3 工装设计方法落后，效率低 (38)
5.2 数字化自动钻铆系统 (39)
5.2.1 数字化自动钻铆技术的发展 (39)
5.2.2 建立数字化钻铆装配中心 (39)
5.2.3 部件装配数字化钻铆系统 (39)
5.2.4 部件对接数字化钻铆系统 (40)
5.2.5 机器人数字化钻铆系统 (40)
5.3 飞机装配型架设计 (40)
5.3.1 传统型架设计方法存在的问题 (40)
5.3.2 确定装配设计方法 (41)
5.3.3 飞机结构和装配型架的并行设计 (41)
5.3.4 装配型架的柔性设计 (42)
5.4 飞机数字化装配工艺装备 (43)
5.4.1 组件数字化装配系统 (43)
5.4.2 部件数字化柔性装配系统 (44)
5.4.3 飞机总装数字化装配生产线 (45)
5.5 工装设计制造的发展趋势 (45)
5.5.1 工装的柔性化 (45)
5.5.2 工装的数字化 (46)
5.5.3 工装的快速研制 (47)
第六章总结 (48)
参考文献 (49)
现代飞机装配技术的发展
摘要
社会的需求、市场竞争及相关技术的不断发展，推动着飞机装配技术不断向更高水平演进。迄今为止，飞机装配技术已经历了从人工装配、半自动化装配到自动化装配的发展历程，目前快速发展的柔性装配将自动化装配技术推向了一个新的高度。本文先介绍了飞机装配技术的研究现状，然后从飞机装配的协调技术、飞机数字化装配、数字化测量技术和工艺装备等方面论述了现代飞机装配技术的发展及应用。
关键词：飞机装配，协调技术，数字化装配，测量技术，工艺装备
The development of the modern aircraft
assembly technology
Abstract
Social demand, market competition and related technology developing promote the aircraft assembly technology to a higher level. So far, Aircraft assembly technology has gone through the development from manual assembly, semi-automatic assembly to automated assembly. At present rapid development of flexible assembly pushed the automated assembly technology to a new height. This paper first introduces the current research status of aircraft assembly technology, then discusses the development and application of modern aircraft assembly technology from aircraft assembly coordinate technology , aircraft digital assembly technology, digital measurement technology and process equipment and so on.
Key Words: Aircraft assembly; Coordinate technology; Digital assembly technology; Measurement technology; Process equipment
第一章引言
1.1 飞机装配技术
飞机装配是根据尺寸协调原则，将飞机零件或组件按照设计和技术要求进行组合、连接形成更高一级的装配件或整机的过程。社会的需求、市场竞争及相关技术的不断发展，推动着飞机装配技术不断向更高水平演进。迄今为止，飞机装配技术已经历了从人工装配、半自动化装配到自动化装配的发展历程，目前快速发展的柔性装配将自动化装配技术推向了一个新的高度。
1.2 国内外飞机装配技术研究现状
1.2.1 我国飞机工装设计制造研究现状
我国航空工业主要沿袭前苏联的组织生产模式，飞机工装也不例外。目前，我国工装整体设计制造水平落后，主要表现在：工装设计虽采用了计算机辅助设计（CATIA），但未充分利用优化分析（CAE）及虚拟预装配技术，致使型架需反复修改；制造能力差，采用外协加工存在资质认证困难、保密性差、交货周期长等问题；整机装配仍采用手工作业或人工控制，精度和效率较低。与西方先进航空企业相比，我国的工装型架数目多、占地面积大、制造周期长、成本高、安装在型架上的定位件及测量仪器缺乏标准化和模块化，同时以模拟量传输协调各工艺环节的“串行工程”模式，严重阻碍了装配质量的提高及研制周期的缩短。低效的传统飞机装配技术已成为制约我国飞机快速研制的巨大障碍。我国航空企业及科研院校在引进国外先进装配技术的同时，在工装设计方面的研究较多，主要集中在采用CAD 技术进行飞机型架及相关性设计，包括型架标准件库的建立和型架优化及参数设计等[1]。在测量技术方面，计算机辅助电子经纬仪（CAT），及激光跟踪仪（LT）等先进设备已逐步用于飞机装配并实现国产化。在虚拟预装配方面，开展了飞机装配工序可视化仿真、装配路径优化及装配容差分析等研
究。总之，我国飞机工装整体研究格局相对较为零散，工程缺乏系统化。
1.2.2 国外飞机数字化柔性工装研究及应用
飞机数字化装配技术兴起于20世纪80年代后期，迅速发展于西方航空发达国家。1994年欧盟提出“基于协作型多功能操作机器人的航空产品柔性装配系统”研究项目[4]，其最终目标是实现数字化无型架装配(JAM)。美国Boeing777研制周期缩短了50%，出错返工率减少了75%，成本降低了25%，成为数字化设计制造与并行工程技术成功应用的典范。
2001年～2004年欧洲的ADFAST项目把研究目标定位于经济实用的重构工装系统(ART)和集成测量系统上，获得重大突破。空客公司2005年机翼盒自动装配的AWBA2研究项目应用了多种数字化柔性装配技术，降低了成本，缩短了周期，实现了月产38套机翼。
波音公司在研制737时构建的基于构型控制的数字化制造信息管理系统（DCAC/MRM）[2]，及近年来研制787所采用的全球协同管理技术（Global Co-laboration Environment，GCE），使得数字化技术平台在同行业航空企业竞争中取得优势，象征性事件是2007年7月8日波音787Dreamliner的如期下线，同时波音公司宣布已取得1100多亿美元的707架波音787飞机的订单。
洛克希德·马丁公司牵头研制的JSF战机原型机X-35，采用具有激光定位、电磁精密制孔等数字化柔性装配特点的龙门钻削系统，使装配周期减少了2/3，工装数量由350件减少19件，成本降低1/2，LeicaLTD500激光定位配合液压校平系统及移动装配生产线，大大减少了对接时间，和大部件的对接装配数字化。先进的装配理念和方法，如决定性装配（Determinant Assembly，DA）、以骨架为基准的自动化装配技术等也广泛应用于大型飞机自动化装配。图1为Boeing787总装及移动概念图。
图1 波音787总装及移动
Boeing787机身第43段的复合材料整体筒体与钛合金框架实现了自动化装配。采用内外两套独立的装置，在装配时实现自动化装配。采用内外两套独立的装置，在装配时实现自动定位、夹紧、制孔、安装环槽钉并完成环圈自动镦铆，由电磁提供铆接动力，目前该技术已在日本三菱重工投入使用。为实现飞机复合材料平尾升降舵装配，空客公司研制的复合材料升降舵柔性装配系统可自动完成后缘的测量和校准、上下壁板钻孔和锪窝、铆钉选择及供给、注胶、铆接及壁板表面波纹度测量等[3]。
1.3 飞机装配技术的发展
近10于年来，国外飞机装配迅速发展，以B777、A340、A380、F-22、F-35等为代表的新型军、民机集中反映了国外飞机制造技术的现状和发展趋势，在装配技术上基于单一产品数据源的数字量尺寸协调体系，实施数字化尺寸工程技术，应用柔性模块化的工装技术、加工和检测单元并集成应用为一系列的自动化装配系统进行机体结构的自动化装配，大量采用了长寿命连接技术，实现长寿命飞机结构的高质量、高效率装配。图2和图3为传统和现代飞机设计制造模式图。
图2 传统飞机设计制造模式图
图3 现代飞机传统制造模式图
第二章飞机装配中的协调技术
飞机制造过程区别于一般机械产品的主要特点是它具有非常复杂而完善的互换协调理论和技术，并贯穿于制造过程的始终，所以飞机制造装配工艺的难点是首先要解决零部件装配过程中的互换协调问题，特别在新机研制中这一问题尤为突出。随着数字化技术的深入应用，产品设计的方法和手段发生了根本变化，计算机应用系统完成了越来越多的传统上必须依靠实物模型或样机才能完成的产品性能以及制造能力的分析和验证功能，为解决飞机互换协调问题提供了新的技术与思路。目前我国正在努力提高飞机制造的水平，加快研制速度，尤其在采用无纸化的数字化设计制造技术之后，就要相应的具有与其相配的数字化协调控制手段，才能真正贯通数字化生产线。
2.1 数字化标准工装技术
在飞机制造中使用的一类标准工艺装备(简称标准工装或标工)，是以1：1的真实尺寸来体现产品某些部位的几何形状和尺寸的刚性实体。它作为一种模拟量标准，用于制造、装配、检验和协调生产工装，是保证生产工装之间、产品零件和部件之间的尺寸和形状协调与互换的重要依据。其种类可分为标准样件、标准量规、标准平板等。必须具备足够的刚度，以保持其尺寸和形状的稳定性，具有比生产工装更高的准确度。
数字化标准工装(DMT，Digital Master Tooling)包含产品协调部位几何形状和尺寸，利用产品3D数字化主模型(包括坐标系统、基准系统、几何模型)和协调部位装配尺寸及公差等装配元素作为设计、制造、检验和协调所有零件加工工装、部段内部装配工装、部段间装配工装和检验工装的数字量标准，是保证生产用工艺装备之间、生产工艺装备与产品之间、产品部件和组件之间的尺寸和形状协调互换的重要依据[4]。
数字化标准工装实际上是数字化环境下实物标工的替代物。因为实物标工不仅制造成本高，而且维护难度大，是生产中的一个难点。同时，实物标工传递的
是模拟量数据，在数字化环境下不易实现自动化应用。所以有必要研究方便、低廉的数字化标准工装模型来代替实物标工，起到协调标准的作用。数字样件或量规与我们传统意义上的标工作用相同，唯一不同的是它不是实物，而是计算机中的数字化定义模型。设计出一个统一的数字样件或量规，来参与每一部分的数字化预装配，以保证互换部位的协调。国外称数字化标工为“主工装”或“软标工”，有时也称之为“电量规”(Electronic Gauge)[5]。
数字化标工在制造和装配中可以重复性地循环利用，而传统意义上的硬工装需要依赖于其他相关或相配合的工装集，这在未来大型飞行器制造和装配上．必将遇到更多的问题和困难，随着工装技术的周期性发展，硬工装也会逐渐退出历史舞台。
2.1.1 数字标工模型的建立
采用了数字化产品定义后，可以将整个生产制造过程看成是一个数据的采集、加工、传递、处理的流程，并将最终形成的产品看成是物化的数据。利用数字标工建模的总过程如图4所示。与一般实物标工类似，数字标工模型包含的信息应该有：
(1)坐标系统机身坐标系、局部坐标系或辅助坐标系，甚至其他特殊的坐标系。
图4 数字标工建模流程
(2)基准包括设计基准、制造基准、使用基准和检验基准。数字标工的基准和坐标系有相对关系，不能认为坐标系原点必须在基准上。
(3)尺寸与公差无论是工装还是零件，这是最主要的数据信息内容。作为标
工，则只需要某些特定的少量尺寸与公差。例如，需要外形尺寸的标工应包含外形公差，用于定位孔的标工则只需包含孔心、孔径尺寸公差。
在建模过程中，制造部门设计和应用数字标工时都不能随意平移、旋转实体图形，以免造成不协调；在需要平稳和旋转时，应该变换辅助坐标系或重新做一个辅助坐标系。
为了提高精度和改善装配工艺性，设计基准应符合以下原则：
(1)数字标工的设计基准应力求同产品的设计基准一致；
(2)只有当工艺上有要求，并有利于提高生产工装的制造精度和协调性时，才可采用不同于产品设计基准的转换基准；
(3)相邻组、部件的数字标工，其设计基准应尽量一致：
(4)设计基准、工艺基准和检验基准应尽量一致；
(5)一个数字标工基准系统允许一个合理的积累误差范围，零件工装和装配工装的制造公差都控制在产品公差的1／3之内；
(6)用数字标工进行工装设计时，要在当前统一基准中给出各个光学目标点的尺寸和公差。在工装设计过程中，预先在工装定位器上设计出三个光学目标点，并在该定位器处在整体坐标系中的正确位置时，给出这三个光学目标点的理论坐标值；
(7)基于数字标工设计的工装在制造时，其上定位器的定位面、定位线及定位点与工具球孔应一起数控加工，以保证最小的制造误差。
2.1.2 数字标工方法的应用
数字标工方法的应用大致分以下三个环节[6]：
(1)在测量系统中建立坐标系用数字标工的方法进行装配，首先要将工装数字化模型和坐标系及基准方案输入测量系统的计算机中，在测量系统中建立坐标系，在工装中事先设置坐标参考点，依照此类参考点在测量系统中建立坐标系，且与工装数字模型中的坐标系相同。坐标参考点要精确标定。
(2)在工装中安装定位器
坐标系建立起来以后，就可以在工装中安装工装定位器。在传统飞机制造中，很多工装定位器的安装是靠实物标工定位完成的。而在数字化装配环境中，除主
要用于厂际互换外，大部分实物标工已被取消，而以数字标工代替实物标工，其方法是：在工装设计时定位器的定位特征点以数字标工为准，在工装定位器装配时(如在型架装配机中)用激光跟踪仪一边测量定位点坐标一边进行工装定位器的安装。
(3)将零部件装配到工装
在新标定的坐标系中，以定位器定位，将零部件装配到工装中。在数字化模型中定义一些该零部件的关键特性点，在工装中测量定位后，将零部件上的特征点坐标值，与存储在数字化模型中的这些点的坐标值相比较，检查装配误差情况。
在实际应用数字标工技术时，各使用单位(如研究所、主机厂)应采取三步方针：首先，根据当前国内各主机厂的工装和标准工装的使用情况进行分析，提取、总结标工的特征及使用原理，以此来定义数字标工的明确内涵，包括数字标工的应用目的、范围和建立原则等。然后，对数字标工模型进行分析，应用CATIA 等三维造型软件和分析模拟软件，结合工程数据集和装配数据集来建立数字标工模型，并制定相应的规范原则，研究对模型进行分析和修改的方法。最后，对数字标工技术要应用到实际生产的组件、部件中去。要选择采用数字标工技术中的产品部分，对装配过程跟踪、分析、修正和总结。
2.2 装配中的数字化协调路线
采用数字化技术后的装配系统，不仅可以将原本用于各部分分别装配的工装组合在一起形成装配工作站，而且甚至可以将激光跟踪、数字控制等功能的设备集成其上，统一接收3D数字模型，保证数据源一致。这样的装配集成系统的数字化协调路线如图5所示。在新的协调系统中，可以省掉许多样板和标准工装。
装配型架在设计时，采用数字化三维相关性设计方法，依据是工程数据集和制造数据集；定位件的设计是以被定位的零组件定位特征协调进行的，并进行数字化预装配协调。如定位面是外形面，则定位件定位面的设计依据是被定位外形面的工程数据集或制造数据集，协调依据就是外形面的主表面模型。如果定位特征是孔，则定位件定位孔的设计就是以被定位对象的孔轴线等作为定位件的孔轴线。型架的坐标系应与工程数据集中的坐标系相统一。就装配工装而言，从设计到制造成形的整个过程，可以在数字化协调基础上。结合现有技术和方法，形成
带有少量传统方式的混合的数字化协调路线，如图6所示。
图5 装配集成系统的数字化协调路线
图6 装配工装协调路线
另外，数字化协调中必须确定关键特性。广义上讲，对于协调部位一般都可定义为关键特性，并且以此在工装上定位，定位特征就是关键特性。即在被确定有关键特性的地方，关键特性优先作为定位特征，且定位件的定位特征设计就是以关键特性协调的数字化进行的。
2.3 模拟量与数字量混合协调
2.3.1 模拟量协调
传统的飞机制造是利用模线一样板一标准样件一生产工装，把飞机的设计要求(各种数据)传递到最后产品上的。基于实物标工的协调方法如图7所示。在这个过程中，标准工艺装备起着至关重要的作用，它以实体形式体现产品某一部分外形、对接接头和孔系之间相对位置准度在产品图纸规定的公差范围之内的刚性模拟量。它确定了产品部件、组合件或零件各表面(或外形)、接头、孔系之间的相对正确位置，是制造生产工装的重要依据。
图7 基于模拟量的典型装配协调路线
2.3.2 数字化协调
采用数字标工模型控制产品协调准确度的方法是在各级坐标系中，通过标工中的约束关系将产品协调部位尺寸与形状信息通过数字量方式直接传递到产品或生产工艺装备的过程，保证生产用工艺装备之间、生产工艺装备与产品之间、产品部件和组件之间形状及尺寸的协调互换。基于数字标工的协调原理如图8所示.通过引用工程数据集信息形成的数字标工，作为产品制造、协调和检验的依据。
图8 数字化装配典型协调路线
2.3.3 混合协调
模拟量协调体系巾，采用实物标工保证产品的协调，其协调的基本原理如下：首先保证标工的设计基准与产品的设计基准一致或从产品的设计基准转换而来，产品装配时，通过实物标工保证产品相对于产品设备计基准的位置或外形准确
度。产品的检测一般通过检验夹具/型架完成。检验夹具/型架按照实物标工进行制造、安装与协调，难以获取产品的关键测量点在全机坐标系中的绝对位置信息。
而在数字化装配协调体系中，采用数字标工进行产品的装配协调，它是在保证产品制造符合性的基础上以保证产品的协调性。数字化协调通过数字标工所包含的外形和尺寸约束，确定零组件在机身坐标系中的位置；在装配的过程中，采用激光跟踪仪等数字化测量设备，保证零组件在坐标系中的正确空间位置。
标准工艺装备是产品协调的前提和基础，也是产品制造检验的依据。实物标工是一种刚性模拟量，主要包含以下几大类：模线和样板、标准量规、标准平板、外形标准样件、综合标准样件和零件标准样件。数字标工是包含并通过统一基准系统（坐标系、主尺寸表面、几何基准)和实体几何(几何形状、尺寸公差)反映飞机产品的协调关系，并以数字量形式存在的三维数字化飞机产品或工艺装备几何定义模型。数字标工的表现形式主要有：以三维数学模型为信息载体的约束集和数字标工定义模型。
实物标工和数字标工分别是两个协调体系中实现产品装配协调的重要依据，它们在设计制造、管理保存、尺寸稳定性和标工更改等方面都有较大的区别。对于大型飞机，实物标工一般尺寸大、自重大、易变形，需要在专门的场所保存，并且在使用过程中容易磨损而导致精度降低；实物标工修改需进行设计与制造的更改，而标工修改将导致生产工装的大幅修改。数字标工是以产品三维数学模型为核心的尺寸和外形约束集，通过约束数据集控制交点和外形的空间位置，也不需要进行实物的制造，不存在尺寸不稳定性隐患；并且数字标工的修改只需在虚拟的数字化环境中根据要求进行相应的更改，如果大量采用柔性工装，则可避免由标工更改导致的大量工装修改。
飞行器制造协调的要求是要最终保证产品的装配协调准确度的标准。整个制造过程中的协调主要体现在零件与零件、零件与工装、工装与工装之间的协凋性及协调关系。在我国现阶段的飞机制造中，对于大多数零件所采取的协调方法，大体上采用模拟量协调、数字量协调和模拟量与数字量混合协调三种方式，机加类零件优先选用数字化协调法，钣金类零件优先选用传统协调法。数字量与模拟量混合协调的综合应用方法在由传统协调方法向数字化协调方法转化的时期具有明显的合理性，将在较长的时间内共同发挥作用。
第三章飞机数字化装配
飞机数字化装配技术涉及飞机设计、零部件制造、装配工艺规划、互换协调技术、数字化测量系统、自动控制和计算机软件等众多先进技术，因而难度较大，所以在一定意义上，飞机的数字化装配是数字化技术最后需要攻克的堡垒，它将从根本上改变传统的飞机装配技术，可以说是飞机制造的一次革命性的变革。
3.1 飞机数字化装配技术
3.1.1 数字化装配技术的内涵
数字化装配技术是一个新的概念,精确的为其下一个定义还需要更多的探索。数字化装配是一种能适应快速研制和生产及低成本制造要求的技术,从其发展的历程看,它实质上是数字化技术在飞机设计制造过程中更深层次的应用及其延伸。数字化装配方法不仅包括了传统数字化装配概念中工装的设计、制造及装配的虚拟仿真等,还包括了像柔性装配方法、无型架装配方法等其他自动化装配方法。飞机数字化装配技术是数字化装配工艺技术、数字化柔性装配工装技术、光学检测与反馈技术、数字化钻铆技术及数字化的集成控制技术等多种先进技术的综合应用。数字化装配技术在飞机装配过程中实现装配的数字化、柔性化、信息化、模块化和自动化,将传统的依靠手工或专用型架夹具的装配方式转变为数字化的装配方式,将传统装配模式下的模拟量传递模式改为数字量传递模式。
3.1.2 数字化装配工艺技术
数字化装配工艺主要包括数字化装配过程的优化设计、误差分析及容差分配和数字化预装配。其接收工装系统的设计信息和产品三维实体模型,通过装配过程的模拟仿真进行预装配及误差分析,再将信息反馈到工装系统,进行工装设计的调整和装配过程的优化[7]。
数字化装配过程优化设计分为装配顺序的生成和优化、装配路径的规划和优
化、误差分析和容差分配、数字化预装配等几部分。误差分析和容差分配用来在产品的设计阶段,预测和控制全部系统的误差。其出发点是全部系统的目标误差,然后通过容差分配方法来分配目标误差作为次级系统的误差。这样误差预算就在各种次级系统中,作为一个跟踪工具来平衡目标误差和达到目标误差的难度这两者之间的关系。
飞机数字化预装配是在数字化产品定义的基础上利用计算机模拟装配的全过程,用于在研制过程中及时地进行动静态界面设计和干涉检查、工艺性检查、可拆卸性检查、可维护性检查。其对象是工装与工装的装配、工装与零组件之间的装配及零件与零件之间的直接装配关系,可有效地减少因设计错误而引起的设计返工和更改。
3.1.3 数字化柔性装配工装技术
在数字化装配中,将工装按功能划分为静态框架和动态模块。静态框架是模块化框架,由标准零件和连接件组合而成。动态模块依据飞机产品的不同需要而设计,它具有多个自由度,通过可调转接器依附于静态框架上,根据不同的产品特征而配置不同的动态模块;动态模块本身可以通过转接器调整或自由度调整改变自己的特征,以满足同类相似的产品。这样动态模块和静态框架之间就可以依据不同的产品或者产品的不同特征而进行调整配置。数字化装配工装实现柔性的方式主要是调整动态模块或者更换动态模块,对于不同的壁板部件装配,按照具体部件装配的要求增加或减少柔性夹持模块,通过调整转接器自由度、调整卡板的形状或者更换卡板,使之适应具体特征的要求。以飞机壁板类零件为例,数字化柔性装配工装的功能模块分解如图9所示。
《现代飞机装配技术》知识点总结 南京航空航天大学 第一章 1、飞行器数字化和传统制造的最大区别特点 (1改模拟量传递为数字量传递。 (2把串行工作模式变为并行工作模式。 带来的必然结果是缩短产品研制周期,提高产品质量,降低研制成本。 2、 MBD 的定义,其数据集应包括的内容,采用的技术意义。 MBD 技术定义 :用集成的三维实体模型来完整表达产品定义信息,详细规定了三维实体模型中产品定义、公差标注准则和工艺信息的表达方法。 数据集包括的内容 :相关设计数据、实体模型、零件坐标系统、三维标注尺寸、公差和注释工程注释、材料要求、其它定义数据及要求。 技术意义:1. 改双数据源定义为单源定义,定义数据统一 2. 提高了工程质量 3. 减少了零件设计准备时间 4.电子化的存储和传递 , 协调性好 5.减少成本 6.易于向下兼容 (派生出平面信息 3、国外飞机数字化技术发展的三个主要历程: 部件数字样机阶段 1986—— 1992 全机数字样机阶段 1990—— 1995 数字化生产方式阶段 1996—— 2003 4、飞机结构的特点
零件多、尺寸大、刚度小、外形复杂、结构复杂、精度要求高、其装配具有与一般机械产品不同的技术和特点。 5、什么是飞机装配,发展历程? 根据尺寸协调原则, 将飞机零件或组件按照设计和技术要求进行组合、连接形成更高一级的装配件或整机的过程。 自动化装配 6、飞机数字化制造的三个主要内容 CAD 、 CAM 、 CAPP 第二章 1、产品数字建模的发展过程中提出的产品信息模型有哪三种概念? 面向几何的产品信息模型 (geometry- oriented product model 面向特征的产品信息模型 (feature- oriented product model 集成产品信息模型 IPIM(integrated product information model 2、物料清单(BOM 的定义,企业三种主要的 BOM 表, EBOM 、 PBOM 、MBOM BOM 定义 :又称为产品结构表或产品结构树;在 ERP 系统中,物料一词有着广泛的含义,它是所有与生产有关的物料的统称。 EBOM 设计确定零部件的关系 PBOM 工艺工艺规划、加工归属计划分工表 MBOM 制造主要按照装配顺序流程来确定
9911839隔框的装配型架设计 学院：航空航天工程学部 专业：飞行器制造工程 班级： 1434030302 学号： 143403030226 姓名：高越 指导教师：王巍 沈阳航空航天大学 2018年1月
摘要 飞机装配型架主要由：骨架、定位件、夹紧件和辅助设备组成。其主要功用是保证产品准确度和互换性，改善劳动条件、提高装配工作生产效率，降低生产成本。型架设计的主要内容有：型架设计基准选择；装配对象在型架中的放置状态；选择工件的定位基准，确定主要定位件的形式及其布置，尺寸公差的选择；工件的出架方式；型架的安装方法；型架结构形式的确定；骨架刚度验算；骨架支撑与地基估算；考虑温度对型架准确度的影响。本文针对9911839隔框的相关结构特点，进行工艺分析，结合装配使用要求对该隔框进行了装配型架的设计，主要包括对两种形式加强筋的定位与夹紧，对缘条与腹板的定位与夹紧等，并对所设计型架的工艺特性进行简要的阐述与分析。 关键词： CATIA、型架、定位件、夹紧件、骨架
目录 第1章引言 (1) 第2章装配件工艺分析 (3) 2.1 工艺分离面的选择 (3) 2.2 9911839隔框结构分析 (5) 第3章装配型架及其零件设计 (6) 3.1 装配型架的功用及技术要求 (6) 3.2 产品的放置状态 (7) 3.3 产品的出架方式 (7) 3.4 骨架的设计 (7) 3.5 定位件与夹紧件的设计 (9) 3.6 温度对型架准确度的影响 (12) 第4章型架的安装 (14) 4.1 安装方法的选择 (14) 4.2 标准样件安装方法优缺点 (14) 4.3 型架的安装过程 (14) 4.4 型架总装图 (15) 第5章创建二维工程图 (16) 总结 (17) 参考文献 (18)
现代飞机制造技术以及未来飞机制造技术的发展趋势 一、飞机制造技术概论 1、飞机制造技术概论 飞机制造技术所涉及的领域包括装配、铸造、锻造、成形、机械加工、特种加工、焊接、热处理和表面处理、工艺检测等方面，它是随着一个国家的科学与技术的进步而不断发展的，社会的需求和市场的竞争也推动着飞机制造技术的不断更新和发展。 飞机是一种重于空气的飞行器，它是一种依靠自身的动力产生升力来支持其自身在空中飞行的特殊机器。它或用于空有人员、物资，或用用于空中作战。在结构上飞机有以下几个重要部分：主要用于装载人员、物资和燃料的机身；主要用于产生升力及装载燃料的机翼；控制飞行方向和保证飞行稳定性的襟翼、副翼、尾翼及其操纵系统；用于起飞和着陆的起落架及其辅助系统；用于导航通信等的仪表、特设系统等。飞机结构不但尺寸大、外形复杂，而且其机体结构主要是由大量形状复杂、连接面多、工艺刚性小以及在加工和装配过程中都会产生变形的钣金件或非金属薄壁零件组成的薄壳结构，这就决定了它的制造过程与一般机械制造有不同的特殊要求： ①飞机外形严格的气动要求和结构的互换协调。 ②严格控制飞机的结构重量。 在航空技术高度发达的今天，研制一种新型飞机，从设计方案的提出、试制生产到投入使用，一般都要经过几年甚至十几年的时间，这是一个很复杂的过程，简单的归纳起来，飞机研制工作的一般过程大致为： 概念性设计——初步设计——方案审查——详细设计——设计审查——原型机试制——设计定型、颁发TC——原型机试飞——批生产准备。 2、飞机制造技术特点 由于飞机结构复杂，零件及连接件数量又多，且大多数零件在自身重量下刚度较小，而组合成的外形又有严格的技术要求等特点，在飞机制造中，除了那些形状规则、刚性好的机械加工零件外，大多数零件，特别是那些形状复杂、尺寸大、附性小的钣金零件，都必须用体现零件尺寸和形状的专用工艺装备来制造，以确保其形状和尺寸的准确度。 一般机械产品零件的刚度比较大，连接产生的变形小，故装配准确度主要取决于零件的制造准确度；而飞机装配是由大量刚性较小的钣金零件或薄壁机械加工件在空间组合、连接的结果，故飞机装配准确度在很大程度上取决于装配型架（夹具）的准确度。此外，在飞机装配中还有定位和连接产生的应力和变形（如铆接应力和变形、焊接应力和变形），装配件从装配型架上取下还要产生变形等，为保证飞机装配工作的顺利进行，希望进入装配个阶段的零件、组合件和部件具有生产互换性，在装配过程中，零件、组合件
飞机数字化装配技术发展现状 摘要：通过对国内外飞机数字化装配技术发展的现状和发展的趋势进行分析与 总结，对比了国内外飞机数字化装配技术发展的差距，介绍了飞机数字化装配技 术发展的关键技术，提出了国内航空制造企业掌握和突破飞机数字化装配关键技 术的思路。 关键词：飞机；数字化；装配技术；发展与应用 一、飞机数字化装配主要应用技术 1.1多系统集成控制技术 当前在操作飞机数字化装配的过程中通过控制系统能够发挥出其最大的作用，但是在实际的操作和应用中，有很多环节和关键点并没有实现联合作用，例如在 飞机中所采用的工艺数据、计划数据和测量、地理数据等都没有综合应用，导致 相互之间的关系彼此独立，这对于全面分析和改进数字化技术不利，因此在对装 配过程进行控制和管理中，要通过有效的集成化技术和综合技术实现对各项数据 的整合和分析，保证飞机数字化装配技术能够拥有独特的特点，根据飞机各接口 标准，保证设备的误差得到进一步控制。 1.2自动化精确制孔技术 在飞机装配过程中，对机械设备要通过衔接连接应用，对其整体设备实现加 固的目标，也就是说通过制孔的方式实现机械连接。从当前我国的飞机装配过程 研究来看，大多采用手工制孔的方式，这种方式相对比较传统，很难获得更高的 精确程度，在孔位以及孔径的确定中存在一定的误差问题，这导致制造中各项工 作质量得不到提升，更是对飞机设备的准确程度形成一定影响，另外装配时间相 对比较长，造成产品稳定性降低，对飞机装配质量造成了很大影响，因此对此技 术进行精确化发展至关重要。 1.3高效长寿命连接技术 飞机结构发展和建设中通过长寿命的连接技术对飞机是否能够提升自身的抗 疲劳能力有很大关联，对于增加使用时长有非常明显的作用，飞机的耐久性和可 靠性应用也得到明显提升。高校长寿命的连接技术主要从密封连接以及对于钛合 金材料的方向上进行综合考虑，我国传统的连接方式主要是采用铆接以及液压的 方式，但这种方式容易对装配设备造成损失，因此需要从铆接联合螺接的方式来 进行，另外通过连接中采用铆钉、高锁螺栓的材料，根据飞机结构的装配特点进 行针对性的开发长寿命连接单元。 1.4大尺寸精密测量技术 在装配工作中通过精密准确的测量工作能够实现对其工作的保障作用，也是 在数字化装配过程中一项重要的工作条件和基础。飞机装配中无论是从技术的采 用还是测量工作的应用上都有非常严格的要求，而在飞机产品装配过程中，需要 采用精密测量技术实现对产品的装配，其中GPS以及激光跟踪测量方法能够实现 更加准确的测量，因此需要根据飞机产品特点进行大尺度精密测量单元的开发。 二、国内外飞机装配技术现状 2.1由于我国对飞机装配技术的研究时间不长，一些应用还不够成熟。而且 我国对飞机装配技术的资金投入也不到位，导致飞机装配技术的配套不够完善， 在某些方面缺乏技术支持。一些飞机的装配制造甚至还是手工作业，严重影响了
飞机装配中大尺寸测量场的建立与优化技术研究 摘要：本文分析了面向飞机装配的大尺寸测量场的组成要素与构建价值，在此基础上，从装配坐标系的建立、激光跟踪仪转站原理、参数定义、算法几方面入手，着重阐述了激光跟踪仪转站这一大尺寸测量场的构建优化技术。 关键词：飞机装配；大尺寸测量场；激光跟踪仪转站 引言：在实际的飞机装配过程中，想要完成飞机部件上所有关键特征量的测量，就必须要确保复数的激光跟踪仪同时运行。在激光跟踪仪转站技术的支持下，可以完成大尺寸测量场的建立，并保证其覆盖整个飞机装配空间。依托大尺寸测量场，能够实现飞机部件之间的定位、装配与对接，在落实飞机装配中有着极高的构建与优化价值。 一、飞机装配中大尺寸测量场的构建分析 （一）大尺寸测量场的组成要素 大尺寸测量场主要包含数字化测量设备、数字化定位设备、飞机部件以及多种装配工装等等，而这些设备与工装均具备其独特的坐标系。当前，普遍将这些坐标系划分为四种类型，即部件坐标系、装配坐标系、设备坐标系、测量坐标系[1]。其中，部件坐标系主要指飞机装配部件的位置；装配坐标系主要指存在与整个装配空间内部的基准坐标系；设备坐标系主要指存在于装配现场中的设备、工装位置，包括机床、机器人、定位设备等等；测量坐标系主要指飞机装配时各个激光跟踪仪的坐标系。 对于存在于飞机装配现场内的多个激光跟踪仪而言，其位置可以根据工况与需求的不同进行调整。此时，若是某一激光跟踪仪的位置发生变化，则测量坐标系相对于装配坐标系更为独立。实践中，笔者提前在飞机装配现场的地面（装配平台也可以）上设置在增强的系统参考点，以此维护激光跟踪仪测量坐标系与装配坐标系之间的相对关系。 （二）大尺寸测量场的重要作用 1.推动飞机装配系统数字化、集成化 面向飞机装配的数字化系统中，不同的设备具有独自的坐标系。此时，若是不设定一个统一的坐标系基准，则会导致各个设备之间的姿态、位置难以有效关联，最终造成不同设备无法协同工作。而通过建立大尺寸测量场就能够避免上述问题的发生，可以确保所有设备均在装配坐标系内完成定位，构建起不同设备之间的相对运动关系与相对几何关系，最终实现飞机系统的数字化与集成化，并达成协同运行的目标。 2.实现对飞机装配系统的数字化定位 在实际的飞机装配中，其过程具有较高的复杂性，传统方法由于成本较高、操作繁琐的原因已经不再适用。而通过构建大尺寸测量场，促使飞机的数字化装配成为现实，提升了定位的准确性与快捷性，并使得自动化代替大多人工操作，降低了装配成本。 二、飞机装配中大尺寸测量场的优化技术探究 （一）装配坐标系的建立 在飞机装配现场中，装配坐标系在测量值的确定中占据着基础性地位，也是多种设备位姿、装配部件位姿的基础内容。从理论上来看，装配坐标系的方向、位置均可以在增强的系统参考点上展开确认，以此了解增强的系统参考点在装配
航空行业制造装备发展分析 非常荣幸参加中国机床工具工业协会主办的“跟踪重点需求，自主创新发展”高层论坛。我今天的演讲题目是“航空工业制造装备的发展分析”。我来自于中航技国际工贸公司，中航技国际工贸公司从上个世纪70 年代开始，一直是中国航空工业制造装备的采购商，是我国航空工业进口制造装备的主渠道。 需要强调的是，我们既不是航空工业的规划管理机构，也不是航空装备的制造企业，我们是一个长期从事航空制造装备进口的外贸公司。由于长期从事国外航空制造装备的采购工作，特别是近10 年来，航空行业采取了制造装备集中规划，集中采购的政策，使我们有机会见证了中国航空工业的蓬勃发展，了解了一些航空工业制造装备的需求和发展历程。 我很高兴借这次演讲的机会，向大家介绍航空工业的现状及发展趋势，找出国内外航空工业的差距，并提出相应的建议；将我们对航空工业装备发展的粗浅认识与大家分享交流。 谈航空工业装备的发展，有必要先看看航空工业的发展。 一、航空工业的发展趋势 航空工业属于高新技术产业，是一个国家综合实力的重要体现。中国航空工业经过半个多世纪的发展，已经形成了具有一定产业规模，上下游产品配套完整的工业体系。我们的航空产品主要包括：各类军用飞机、民用飞机、运输机、直升机、教练机；各类航空发动机；各种航空机载系统等。胡锦涛总书记在十七大报告中提出：“提升高新技术产业，发展航空航天产业”，说明党和国家对发展航空工业的重视。可以说，中国航空工业面临着巨大的发展机遇，有相当可观的发展预期，投资规模会在相当长的一段时间内继续维持在一个较高的水平。 航空工业的不断发展带动了相关材料、工艺和结构的发展，是对设备制造业需求产生的基础。下面，我向大家简单介绍国内外航空工业的发展趋势。 1．军用飞机的发展趋势 目前世界军用飞机正在由三代机向第四代先进战机发展。第四代战机具有超音速巡航能力，能以马赫数1.5—1.6 持续飞行；具有更好的隐身能力和更高的机动性能。其零件数量减少4O%—60 % ，可靠性提高1倍，耐久性提高2倍。这一代战机以美国F - 22 为代表，同时美国也正在研制联合攻击机F—35。 2．直升机的发展趋势 直升机由于具有垂直起降、无需专用跑道、长时间空中悬停等特点，在军用
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/5e6599060.html, 飞机数字化装配技术发展与应用 作者：赵鹏 来源：《科学与信息化》2017年第33期 摘要数字化技术的应用是飞机研制发展史上的一次重大飞跃。数字化装配技术由数字化装配工艺技术、柔性工装技术、激光检测与补偿技术、数字化钻铆技术、数字化数据管理以及集成技术等组成，是机械、电子、控制、计算机等多学科交叉融合的高新技术。本文就飞机数字化装配技术发展与应用进行了讨论。 关键词飞机；数字化装配技术；发展；应用 1 数字化装配 数字化装配是现代航空制造企业装配技术的发展方向。从20世纪90年代开始，国外的波音、空客等先进航空制造企业陆续开发和应用了三维虚拟制造软件，多以飞机装配典型结构为应用对象，建立飞机装配的数字化设计制造模式和数字化协调技术体系，利用网络技术及数字化技术，建立工艺设计流程，实现3D装配工艺设计及验证、仿真，实现车间、工厂布局数字化及仿真，实现现场工人操作的可视化等[1]。 2 飞机数字化装配技术国内发展现状 国内的飞机装配，虽然在局部上也采用了较为先进的技术，如采用catia技术进行了包括建立型架标准件库和优化型架及参数设计，对工装、工具和产品的装配过程进行了三维仿真等，开始采用激光测量+数控驱动的定位方式，部分机型还采用了自动钻铆技术等，但总体上与发达国家相比还存在较大差距，具体表现在：①飞机设计制造仍主要采用串行模式，工装、工艺设计与产品设计脱节，制造模式未真正实现到并行模式的转换，导致飞机装配协调困难、返工率高；②尚未实现人机交互的装配仿真以及装配路径的优化；③仍然采用以专用工装为主的刚性定位装配方式，导致飞机制造成本居高不下；④数字化装配应用规模有限，尚未实现一个完整型号真正意义上的全面数字化[2]。 3 飞机数字化装配技术应用 3.1 数字化定位技术 以数字化为基础的定位技术包括数字测量定位技术、特征定位技术、柔性定位技术等。数字测量定位技术是指针对飞机产品的结构特点、定位要求，借助数字化测量设备或系统进行飞机零部件的定位；特征定位技术利用数字化定义、数控加工的具有配合关系的配合面、装配孔或工艺凸台、工艺孔等设计或工艺特征，实现零件之间的相互定位，保证装配的一致性和高装配质量；柔性定位技术是指通过采用柔性工装满足不同产品的定位需要。随着飞机装配质量越来越高的要求，数字化定位技术已经成为飞机零部件高效、高精度定位的重要保障。
飞机制造特点与协调互换技术 1、飞机结构的特点：外形复杂，构造复杂；零件数目多；尺寸大，刚度小。 2、飞机制造的主要工艺方法：钣金成形、结构件机械加工、复合材料成形、部件装配与总装配 3、飞机制造的过程：毛坯制造与原料采购、零件制造、装配、试验 4、飞机制造工艺的特点：单件小批量生产、零件制造方法多样、装配工作量大、生产准备工作量大、需要采用特殊的方法保证协调与互换 5、互换性 互换性是产品相互配合部分的结构属性，是指同名零件、部（组）件，在分别制造后进行装配时，除了按照设计规定的调整以外，在几何尺寸、形位参数和物理、机械性能各方面不需要选配和补充加工就能相互取代的一致性。 6、协调性 协调性是指两个或多个相互配合或对接的飞机结构单元之间、飞机结构单元及其工艺装备之间、成套的工艺装备之间，其几何尺寸和形位参数都能兼容而具有的一致性程度。协调性可以通过互换性方法取得，也可以通过非互换性方法（如修配）获得，即相互协调的零部件之间不一定具有互换性。 7、制造准确度 实际工件与设计图纸上所确定的理想几何尺寸和形状的近似程度。 8、协调准确度 两个相互配合的零件、组合件或段部件之间配合的实际尺寸和形状相近似程度。 9、协调路线：从飞机零部件的理论外形尺寸到相应零部件的尺寸传递体系。 10、三种协调路线：按独立制造原则进行协调、按相互联系制造原则进行协调、按相互修配原则进行协调 11、模线 模线是使用1：1比例，描述飞机曲面外形与零件之间的装配关系的一系列平面图线。模线分为理论模线和构造模线。 12、样板：样板是用于表示飞机零、组、部件真实形状的刚性图纸和量具。 13、样机：飞机的实物模型 14、数字样机：在计算机中，使用数学模型描述的飞机模型，用以取代物理样机。 15、数字化协调方法 通过数字化工装设计、数字化制造和数字化测量系统来实现。利用数控加工、成形，制造出零件外形。在工装制造时，通过数字测量系统实时监控、测量工装或者产品上相关控制点的位置，
INDUSTRY SURVEY 54 航空制造技术·2011 年第 19 期 飞机自动化装配技术及设备应用调查报告 飞机自动化装配技术是现代军民用飞机保证结构长寿命、提高装配质量和效率、实现快速批量生产、满足尽早向用户交付飞机产品需求的关键飞机制造技术，也是先进飞机装配技术的发展趋势。飞机结构装配过程复杂，今后需要开展面向飞机装配的设计技术研究，在设计对接形式时要充分考虑自动对接装配的要求，特别是测量点的布置；其次是要实现大部件自动对接系统的装备化、标准化、模块化和系列化设计，以便推广应用。 本调查以“飞机自动化装配技术及设备应用”为主题，主要调查对象涉及飞机自动化装配设备厂商、航空企业用户和科研机构。其中，飞机自动化装配设备厂商包括德国宝捷自动化有限公司、意大利柯马公司、捷姆科、KUKA、海克斯康、AIT、德国施耐德公司等；航空企业用户包括成都飞机工业（集团）有限责任公司、西安飞机国际航空制造股份有限公司、沈阳飞机工业（集团）有限公司、昌河飞机工业（集团）有限责任公司等；科研机构包括北京航空制造工程研究所、北京航空航天大学、南京航空航天大学等。 本刊记者 良 辰 调查对象本次调查以飞机自动化装配设备厂商、航空企业用户和科研机构为主要对象，分析了飞机自动化装配技术及设备应用的现状与发展趋势。调查对象的分布如图1所示。飞机装配的特点飞机装配是根据尺寸协调原则，将飞机零件或组件按照设计要求进行组合、连接形成更高一级的装配件或整机的过程。在飞机制造尤其是大飞机的制造过程中，飞机的部件尺寸大、零件数目多、精度要求高、协调 过程多、工作量大，这就对其装配提出了很大的挑战。飞机装配按规模可分为组件装配、部件装配和总装。其中，大部件装配（部装）阶段的主要工作是机身 段装配、机翼装配和尾翼装配。机身 段装配主要是机身壁板或蒙皮与桁条的定位和连接、壁板与框的连接、桁以及机身上半部分与下半部分的对接、机身与地板的定位和连接。机翼装配主要包括机翼大梁的装配、机翼壁板与桁条的装配、肋与大梁的装 配、壁板与骨架的定位和连接。尾翼装配则与机翼装配类似。部装使用的主要工艺装备有自动钻铆机、自动钻孔设备、测量设备、自动托架、柔性工装等，部件装配的自动制孔可以大大提高产品质量和效率，减轻劳动强度。机体对接（总装）阶段主要工作有机身段的对接、机翼与机身的对接、水平和垂直尾翼与机身的对接、起落架的安装、发动机的安装等。总装使用的主要工艺装备有柔性定位器、激光跟踪仪（或IGPS）、自动钻孔 Survey Report of Aircraft Automatic Assembly Technology and Equipment Application
综观飞机制造业近百年的历史，尤其是近几十年来的发展史，飞机制造技术的发展由民用运输和军事用途强烈需求所牵引，并受到世界经济和科学技术发展的推动，形成了今天飞速发展和广泛应用的局面。 冷战时代的军备竞赛，刺激了军事工业，尤其是飞机制造业的发展。为了研制高性能新型战机、大型军用运输机、特种军用飞机和武装直升机，各国政府和军方不断推出新的研究计划，投入巨额资金，开发先进制造技术及其专用设备，基本建立了飞机先进制造技术发展的基础。 随着世界经济较长时期的衰退，各国航空公司利润急剧下降，直接影响到飞机制造商。因此，他们为了生存，降低飞机全寿命周期内的成本就成为了新一代民机研制的一个重要指标和先进制造技术的发展方向。 冷战结束后，各国大量削减国防经费，军方难以承受高性能武器装备的高昂采购费用，如F-22战斗机每架1.6亿美元。如此高昂的采购费，限制了该飞机的生产数量，因此美国军方提出研制买得起的飞机——JSF联合攻击机(每架约3亿美元)作为相应的补充。军机的研制生产也提出了高性能和全寿命周期低成本的双重目标。 计算机技术的不断发展，精益生产等许多新理念的诞生，使得飞机先进制造技术处于不断变革之中，传统技术不断精化，新材料、新结构加工、成形技术不断创新，集成的整体结构和数字化制造技术构筑了新一代飞机先进制造技术的主体框架。为了进一步了解国外飞机先进制造技术发展的这一趋势，本文介绍几种主要制造技术(本站节选其中的《先进数控加工技术》)。 西方工业发达国家飞机制造业应用数控技术始于60年代。近50年的数控技术发展中，发达国家飞机制造业中数控技术发展现状和应用水平主要体现在以下几个方面：基本实现机加数控化、广泛采用CAD/CAPP/CAM系统和DNC技术，达到数控加工高效率，建立了柔性生产线和发展了高速切削加工技术。 1 基本实现了机加数控化 发达国家数控机床占机床总数的30%～40%，而航空制造业更高，达到50%～80%。波音、麦道等飞机制造公司都配置了数量可观的各种不同类型的先进数控设备，特别是大型、多坐标数控铣和加工中心，同时与之相关的配套设备齐全，
现代飞机装配技术知识要点 一、绪论 1、飞机装配定义：根据尺寸协调原则，将飞机零件或组件按照设计和技术要求进行组合、连接形成更高一级的装配件或整机的过程。 2、飞机装配发展历程：人工装配、半自动化装配、自动化装配。 3、飞机结构特点：零件多、尺寸大、刚度小、外形复杂、精度要求高。其装配具有与一般机械产品不同的技术和特点。 4、现代飞机装配技术发展趋势： （1）柔性化：工装和设备适合多种机型或零部件。 （2）自动化：高效自动化装配，具体体现为零部件自动化定位调姿、自动化制孔等。（3）数字化：高精度数字量传递。 （4）集成化：工艺、工装、设备紧密集成为有机整体。 二、数字化制造 1、数字化制造和传统制造的最大区别： （1）改模拟量传递为数字量传递。 （2）把串行工作模式变为并行工作模式。 2、飞机数字化特点：缩短产品研制周期，提高产品质量，降低研制成本。 2、国外飞机数字化技术发展3个历程： 部件数字样机阶段1986——1992 全机数字样机阶段1990——1995 数字化生产方式阶段1996——2003 3、 4、飞机数字化制造的3个内容：CAD绘图技术、CAD建模技术、MBD技术。 5、数字样机的主要内容： （1）1级数字样机：飞机产品设计从用户的需求开始。飞机总体设计组经过对飞机的航程、所需燃油、载客量、总体性能及制造成本进行分析后，得出的数据就作为进行初步产品数字建模的依据。建立飞机总体定义包括飞机的描述文档、三面图、外形气动布局和飞机内部轮廓图（DIP）。 （2）2级数字样机：在生产设计数据集发放之前，为工程部门用来进一步进行产品开发，验证设计构型等。已经用它对飞机结构设计和不同设计组之间的界面进行了协调，零部件外形已经确定下来，但还未进行详细设计。在这阶段数字化预装配（DPA）的工作进展主要体现在为飞机的可维护性、可靠性、人机工程以及支持装备的兼容性等进行了尽可能的详细设
面向飞机装配的MES系统研究 范军华张蕾 航空工业西飞 摘要：面向飞机装配的MES系统是飞机装配制造车间管理体系中的重要组成部分，是提升车间生产管理质量，控制人为影响因数的重要手段。本文从MES特点、面向飞机装配的MES系统结构与功能模块、MES系统应用的关键技术等角度对面向飞机装配的MES系统进行了分析，以供参考。 关键词：飞机装配制造车间；MES系统；MES特点 引言：面向飞机装配的MES系统（制造执行系统，英文全称“Manufacturing Execution System”，简称“MES”）是当今航空制造企业信息化建设的重要体现。在飞机装配制造车间的生产管理中起着沟通企业上层管理与下层自动管控的中介作用。实现了生产制造过程中各项信息资源（包括人力资源、物质资源等等）的有效传递与沟通。在信息化时代发展的今天，面向飞机装配的MES系统已成为飞机装配企业关注的重点，具有重要研究价值。 1 MES特点 由于飞机装配是一个相对复杂的过程，不见含有大量的制造资源（如大数量的零件、制造与安装工具等），在进行装配操作时也涉及多样化的工艺技术，且对个环节装配质量具有较高的要求，加之飞机装配涉及部门相对较大，工作周期较长且量大[1]。因此，飞机装配车间的生产管理中产生与需求的信息量较大，这就需要建立完善而优质的MES系统，满足飞机装配车间实践需求，用以改善飞机装配车间管理复杂、数据信息共享性低、数据信息采集与应用不及时等问题。 基于飞机装配过程中存在的特点，以及发展现状，面向飞机装配的MES系统应具备以下特点： 第一，整体性特点：面向飞机装配的MES系统，可以实现飞机装配制造企业生产管理过程各各部门之间信息的有效沟通，促进各部门工作的统一与协调发展，提升企业整体工作质量与效率，建立完整的信息共享与管理机制。 第二，客户需求性特点：为保证产品质量，提升企业经济效益，飞机装配制造企业在生产管理过程中，需严格依据需求进行综合、全方位分析，有效实现飞机装配生产各项资源、工艺技术、制造流程的全面管理。
飞机数字量装配协调技术应用研究 摘要在飞机研制中，协调技术是其中较为关键的部分，对于飞机研制的质量有着直接的影响。随着技术的提高，飞机协调技术也实现了创新发展，数字量装配协调技术在飞机研制中的应用带来了很大的优势。但是，我国的数字量装配协调技术的起步较晚，技术的发展还未成熟，应用存在较大的局限性。本文重点研究了飞机数字量装配协调技术在应用中存在的问题，相应的提出技术的优化策略。 关键词飞机协调技术；数字量协调；协调模型 在当前的发展中，对飞机研制技术提出了更高的要求，尤其是其中较为关键的协调技术。在一些发达国家，协调技术已经达到了数字量控制的高度，使得飞机装配协调更为精确，飞机研制也上升到新的领域。我国的数字量装配协调技术应用还存在一定的问题，缺乏完善的数字量协调技术体系。因此，加强对飞机数字量装配协调技术的研究具有很大的现实意义，实现数字量协调技术的有效应用。 1 飞机数字量装配技术的发展现状 飞机装配是飞机研制中较为重要的部分，对各个分散零件进行安装组合，形成一体化的装置设备。飞机装配工作的进行有着具体的规范以及要求，在装配操作中，对各个装配环节都进行了详细的设计。但是，飞机装配中涉及的内容比较多，零件不仅种类繁多，而且零件构造较为复杂，飞机装配工作的进行具有一定的难度。飞机装配工作在飞机研制中占很大的比重，相应的装配质量以及效率对于整体工作的进行具有很大的影响。在实际的操作中，对于飞机装配技术的要求较高，旨在更好的协调装配过程中的问题，使得装配更为精确。 在计算机信息技术的发展下，数字化技术逐渐渗透到各个领域，突破了传统技术的局限性，使得飞机装配工作的进行更为标准灵活。利用数字化技术，可以实现整体性的规划设计，包括装配建模、装配序列规划、装配公差分析等。从产品设计到装配完成各个环节，通过数字化技术可以进行全面的管理，解决实际操作中存在的问题[1]。 2 飞机数字量装配协调技术 2.1 数字化标准工装技术 标准工装是刚性实体，对装配设计中的零件进行具体的呈现，包括零件的尺寸以及形狀。标准工装与实际的设计要求是一一对应的，旨在通过实体的直观呈现，对各个零件装配的互换协调提供指导。标准工装对装配协调发挥着很大的作用，可以使得装配协调更为准确。
XX飞机制造技术专业就业前景和就业方 向分析资料 培养目标：培养掌握机械制造的基础理论知识、飞机制造技术的专业基础理论知识；从事飞机制造领域内的设计、制造、试验和管理的高级技术应用性专门人才。 就业方向：飞机制造、飞机维修与检测，飞机设备管理部门。 1飞机制造技术专业就业排名统计 飞机制造技术专业在所有1099个专业中，就业排名第1008； 飞机制造技术专业在交通运输74个专业中，就业排名第44； 飞机制造技术专业在民航运输类23个专业中，就业排名第11。 就业排名专业名称所属类别就业热度1航空服务民航运输类52402航空港管理民航运输类10573航空物流民航运输类7344飞机维修民航运输类3325航空通信技术民航运输类2546民航商务民航运输类1817航空电子电气技术民航运输类1288民航运输民航运输类1179空中乘务民航运输类5510飞行技术民航运输类251飞机制造技术专业就业区域和方向统计
需求飞机制造技术专业最多的地区是绍兴，占29%； 需求飞机制造技术专业最多的方向是航天/航空，占30%。 排名方向占比1航天/航空30%2汽车及零配件19%3专业服务(咨询、人力资源、财会)7%4多元化业务集团公司7%5建筑/建材/工程7%6快速消费品(食品、饮料、化妆品)7%7机械/设备/重工7%8制药/生物工程3%9房地产3%10物业管理/商业中心3%排名地区占比1绍兴29%2天津11%3杭州11%4苏州11%5上海5%6北京5%7合肥5%8孝感5%9广州5%10无锡5%选择大学专业不仅要看本专业的就业前景，更要注意就读人数和个人兴趣爱好，再好的专业，因为就读人数过多，也同样会导致就业困难；另外选择一个不喜欢的专业，不但影响你的后期学习，也会影响到就业选择。
波音787飞机装配技术及其装配过程 波音公司基于全球协同环境GCE研制的787“绿色”环保客机，虽然尚未试飞，但它的一系列全新的飞机装配理念、方法和技术，就已经引起航空制造业界的极大关注。这些大型飞机装配的新技术，如全球协同研制的理念和方法、基于模型定义（MBD）的装配技术、利用室内GPS系统的飞机对接总装过程以及复材机体的装配连接技术的应用等更是业内关注的焦点。 787客机结构及其全球协同研制模式 由于复合材料结构有着许多众所周知的优点，波音公司在对复材结构做了大量成功研究试验的基础上，决定787机体主要结构大规模地采用复合材料，由777飞机复材用量占整机材料用量的12%一步跨越到现在的50%，即机身和机翼外壳几乎都由碳纤维增强复合材料制成，仅少数机体部位应用铝合金或其他材料。这种机身由复材组成的787客机，是波音公司全新研制的机型，与之前的机型相比，它的维修成本可节省30%，飞行的舒适性也有很大提高，所以得到很多航空公司的欢迎。因此，国际上各航空公司都期望着这一“绿色”客机能给空中旅行带来革命性的变化。与此同时，787客机的出现也使这种飞机的制造和装配技术发生了根本性变革。 在过去，波音标准的研制方法是先在公司内设计好飞机（Design the Plane In-House），然后把飞机的零部件或一整段机体的图纸送到它们的制造伙伴工厂去生产。而这次在研制787客机中，波音彻底地改变了研制方法，也改变了研制流程。它利用Dassault的PLM套件创建了全球协同平台，与合作伙伴协同研制787客机。最重要的是，全世界大约6000余名工程师联合起来共同设计和工程化787客机。波音787机体分段及分工情况：意大利的阿里尼亚航空制造公司，负责制造主机身48段；日本的富士重工、川崎重工和三菱重工等公司，负责制造机翼12段、主起舱45、中央翼盒11段和机身13段；北美的古得里奇公司负责制造发动机短舱和反向装置；美国的Spirit公司负责制造机身43段，沃特公司负责制造机身47段；全球航空公司负责机尾47段和48段对接装配等工作。最后，由波音公司利用超大型运输机LCA把世界各地制造的十几个大部件运到波音进行对接总装、试飞和最后的交付工作。 基于模型定义（MBD）的装配技术 波音公司在研制装配787客机的过程中，采用了全新的基于模型定义（Model Based Definition，MBD）的技术。美国机械工程师协会于1997年在波音公司的协助下开始有关MBD标准的研究和制定工作，并于2003年成为美国国家标准。随后CAD软件公司把此标准设计到软件中，使波音公司才有可能在2004年开始的787客机设计中，全面采用基于模型定义的新技术。该技术将三维制造信息PMI(3D Product Manufacturing Information)与三维设计信息共同定义到产品的三维数字化模型中，使CAD和CAM(加工、装配、测量、检验)等实现真正的高度集成，数字化技术的应用有了新的跨越式发展，
飞机装配技术简介 飞机装配是根据尺寸协调原则，将飞机零件或组件按照设计和技术要求进行组合、连接形成更高一级的装配件或整机的过程。社会的需求、市场竞争及相关技术的不断发展，推动着飞机装配技术不断向更高水平演进。迄今为止，飞机装配技术已经历了从人工装配、半自动化装配到自动化装配的发展历程，目前快速发展的柔性装配将自动化装配技术推向了一个新的高度。 近10于年来，国外飞机装配迅速发展，以B777、A340、A380、F-22、F-35等为代表的新型军、民机集中反映了国外飞机制造技术的现状和发展趋势，在装配技术上基于单一产品数据源的数字量尺寸协调体系，实施数字化尺寸工程技术，应用柔性模块化的工装技术、加工和检测单元并集成应用为一系列的自动化装配系统进行机体结构的自动化装配，大量采用了长寿命连接技术，实现长寿命飞机结构的高质量、高效率装配。 1 我国飞机工装设计制造研究现状 我国航空工业主要沿袭前苏联的组织生产模式，飞机工装也不例外。目前，我国工装整体设计制造水平落后，主要表现在：工装设计虽采用了计算机辅助设计（CATIA），但未充分利用优化分析（CAE）及虚拟预装配技术，致使型架需反复修改；制造能力差，采用外协加工存在资质认证困难、保密性差、交货周期长等问题；整机装配仍采用手工作业或人工控制，精度和效率较低。与西方先进航空企业相比，我国的工装型架数目多、占地面积大、制造周期长、成本高、安装在型架上的定位件及测量仪器缺乏标准化和模块化，同时以模拟量传输协调各工艺环节的“串行工程”模式，严重阻碍了装配质量的提高及研制周期的缩短。低效的传统飞机装配技术已成为制约我国飞机快速研制的巨大障碍。我国航空企业及科研院校在引进国外先进装配技术的同时，在工装设计方面的研究较多，主要集中在采用CAD 技术进行飞机型架及相关性设计，包括型架标准件库的建立和型架优化及参数设计等[1～3]。在测量技术方面，计算机辅助电子经纬仪（CAT），及激光跟踪仪（LT）等先进设备已逐步用于飞机装配并实现国产化。在虚拟预装配方面，开展了飞机装配工序可视化仿真、装配路径优化及装配容差分析等研究。总之，我国飞机工装整体研究格局相对较为零散，工程缺乏系统化。 2 国外飞机数字化柔性工装研究及应用 第1页共8页
数字工厂与应用技术论文题目：基于飞机数字化装配技术的研究 班级： 05021104 姓名：张木 学号： 2011301279
基于飞机数字化装配技术的研究 摘要：当今世界，航空工业的重要性不言而喻。其中飞机的装配过程是一项复杂的系统工程，涉及飞机设计、工艺计划、零件生产、部件装配和全机对接总装的全部过程。飞机数字化装配技术的实施可以缩短生产周期，降低生产成本，相对于传统装配方法有很大的质量提升。本文简要介绍了现今飞机数字化装备技术的内容，并对数字化装配技术的未来进行了展望。 关键词：数字化装配技术；飞机设计对装配技术的影响；型架并行设计及柔性设计；自动钻铆系统；容差分配技术；数字化仿真技术；数字化测量系统。 一、飞机数字化装配技术的发展现状 目前，我国飞机装配基本上还沿用20世纪六七十年代原苏联的传统方法，多采用基于模拟量传递方式为主的模线一样板一标准工装的(模板、样件、量规)工作方法。这种工作方法制造周期长、装配协调环节多、协调的工艺技术方法复杂，针对不同装配件采用了大量复杂的、硬性的、专用的实物标准工装和装配工装，其可变性、可重构性差，无通用性且成本高。特别地，在大部件(部段间)对接装配时，甚至还是人工的手扶肩扛操作。这种方式的缺点是：①飞机部件，特别是大型飞机大部件笨重，人工推动困难，效率低；②对接装配质量不高，手工操作时，对接面上孔销配合精度不高，常造成强行挤压装配，易产生应力，对疲劳强度影响大；③在对接装配的协调问题上还是原始的模拟量(实物)传递模式，为了保证对接装配顺利可靠，常常在对接部位设计制造相应的巨大标准工装用于协调，不仅延长了装配周期和无互换性，而且暴露了模拟量传递方式的多种缺点。 随着我国飞机重大型号工程实施，在融入国际航空产业链、数字化技术广泛深入应用等方面不断推进，我国的飞机设计与制造技术得到了飞速发展。在装配技术方面，飞机装配是将零件、组件或部件按照设计和技术要求进行组合、连接形成高一级的装配件或整机的过程。飞机装配由于产品尺寸大、形状复杂、零件以及连接件数量多，其劳动量占飞机制造总劳动量的一半左右甚至更多。
飞机制造的相关简述
一、飞机制造的特点 飞机制造指按设计要求制造飞机的过程。通常飞机制造仅指飞机机体零构件制造、部件装配和整机总装等。飞机制造是一项涉及众多学科和专业、需要耗费巨额的研制资金、历经较长制造周期的非常复杂的系统工程，是典型的知识密集、技术密集和资本密集的战略性产业，并且具有高技术、高风险、高附加值的特点，是一个国家工业化水平和经济实力的重要标志。 二、飞机制造的过程 飞机机体制造要经过工艺准备、工艺装备的制造、毛坯的制备、零件的加工、装配和检测等过程。飞机制造中采用不同于一般机械制造的协调技术(如模线样板工作法)和大量的工艺装备(如各种工夹具、模胎和型架等),以保证所制造的飞机具有准确的外形。工艺准备工作包括制造中的协调方法和协调路线的确定（见协调技术），工艺装备的设计等。 三、飞机制造的方法 1.零件加工 飞机生产的批量小，生产中还要经常修改，所以飞机钣金零件(蒙皮、翼肋、框等)的制造力求用简单的模具。广泛应用橡皮成形、蒙皮拉形、拉弯等钣金成形技术，尽量采用塑料制造成形模具。现代飞机尺寸增大，蒙皮厚度增加，以及成形性能较差的钛合金、铍合金、不锈钢板材的应用，对钣金成形技术提出更高的要求。不断使用各种大尺寸、大功率的型材拉弯机、蒙皮拉型机、强力旋压机和压力超过100兆帕(约1000公斤力/厘米2)的橡皮成形压床。同时一些新的加工方法，如超塑性成形、加热成形、真空蠕变成形、半模或无模成形技术不断涌现。 现代飞机上广泛应用的大型整体结构件，如机翼整体壁板、翼梁、加强框等，它们形状复杂、切削加工量大、自身刚度差，需要在工作台面很大（有的长达数十米）的、带有多个高速铣削头的现代数控铣床上加工。整体壁板的加工还需带真空吸盘的大面积工作台（见整体壁板制造）。加工立体形状复杂的大型框架，如座舱风挡骨架、舱门、窗框等，还需要采用多坐标联动的数控铣床或立体靠模铣床（见数控加工）。此外，为加工切削性能不好的材料和形状复杂的零件，还广泛采用电加工、化学铣切等特种加工工艺。复合材料在飞机结构上的应用日益增多，现已成功地用于制造舱门、舵面、垂直尾翼和直升机的旋翼。复合材料
现代飞机装配技术》知识点总结 南京航空航天大学 第一章 1、飞行器数字化和传统制造的最大区别特点 (1 改模拟量传递为数字量传递。 (2 把串行工作模式变为并行工作模式。 带来的必然结果是缩短产品研制周期,提高产品质量,降低研制成本。 2、MBD 的定义,其数据集应包括的内容, 采用的技术意义。 MBD技术定义：用集成的三维实体模型来完整表达产品定义信息，详细规定了三维实体模型中产品定义、公差标注准则和工艺信息的表达方法。 数据集包括的内容：相关设计数据、实体模型、零件坐标系统、三维标注尺寸、公差和注释工程注释、材料要求、其它定义数据及要求。 技术意义：1. 改双数据源定义为单源定义, 定义数据统一2. 提高了工程质量3. 减少了零件设计准备时间4. 电子化的存储和传递, 协调性好5. 减少成本6. 易于向下兼容( 派生出平面信息 3、国外飞机数字化技术发展的三个主要历程： 部件数字样机阶段1986 ——1992
4、飞机结构的特点零件多、尺寸大、刚度小、外形复杂、结构复杂、 精度要求高、其 装配具有与一般机械产品不同的技术和特点。 5、什么是飞机装配, 发展历程? 根据尺寸协调原则, 将飞机零件或组件按照设计和技术要求进行组合、连接形成更高一级的装配件或整机的过程。 自动化装配 6、飞机数字化制造的三个主要内容 CAD、CAM 、CAPP 第二章 1、产品数字建模的发展过程中提出的产品信息模型有哪三种概念面向 几何的产品信息模型(geometry- oriented product model 面向特征的产品信息模型(feature- oriented product model 集成产品信息模型IPIM(integrated product information model 2、物料清单(BOM 的定义,企业三种主要的BOM 表, EBOM 、PBOM、MBOM BOM定义：又称为产品结构表或产品结构树；在ERP系统中，物料 一词有着广泛的含义, 它是所有与生产有关的物料的统称。