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飞机装配技术研究与发展建议

【摘要】研究国内外先进飞机装配技术及其发展状况，包括自动化装配的工

装、单元、制孔、钻铆技术及自动化装配系统，并对国内飞机装配技术的发展提

出了建议。

【关键词】飞机装配技术发展

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。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飞机先进装配技术研究

近10余年来，国外飞机装配技术发展迅速，以B777、A340、A380、F-12、

F-35等为代表的新型军、民用飞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，通过装配仿真实现装配过程化，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。这些新型飞机大量采用了长寿命连接技术，实现了长寿命飞机结构的高质量、

自动化装配单元、自动化装配系统、自动制孔、自动钻铆、装配检测、数字化装

配管理技术等先进装配技术。

1.1自动化装配工装技术

与传统的装配工装不同，国外装配工装已经发展成数控自动化工装，主要包

括行列式柔性装配工装、多点阵成形真空吸盘式柔性装配工装、分散式机身柔性

装配工装、自动对接平台等几类，它们具有模块化、数字化和自动化的特点。.

行列式柔性装配工装包括壁板工装和翼梁工装。前者用于空客系列民机的机

翼壁板的装配，后者用于波音飞机如B-737、B-777、C-17等飞机翼梁的装

配。

多点阵成形真空吸盘式柔性装配工装由一组立柱吸盘组成，吸盘在程序控制

下可进行三维移动定位，生成与装配件曲面完全符合并均匀分布的吸附点阵，能

精确、可靠地定位和夹持壁板。当产品外形发生变化时，吸附点阵布局自动进行

调整，可以适应不同的装配件外形。自上世纪90年代初开始，这种基于多点阵

成形真空吸盘式柔性装配工装技术已广泛应用于戴姆勒一奔驰宇航、波音、麦道、

格鲁门、英宇航、CASA、EADS／空客、庞巴迪宇航等公司军、民用飞机的柔

性装配和生产中。

分散式机身柔性装配工装基于激光跟踪定位，并由CNC控制的一组工装单

元组成，避免了传统大型装配型架的应用，促进了装配的自动化和柔性，具有结

构简单、开敞性好、占地面积小、可重组等优点，现广泛应用于大型飞机机身的

装配制造。

自动化对接平台由计算机控制的自动化千斤顶（或定位器）、激光测量系统

和平台控制系统组成。与传统的对接平台相比，机体装配质量大幅提高，效率高，

周期短，通用性强，能适应不同尺寸的机身机翼结构。

1.2自动化装配单元技术

国外大型民用飞机结构广泛采用自动化装配工艺，其基础是数控工装、加工

和检测单元、数字化定位等技术。加工单元主要包括：制孔单元、孔强化单元、

自动注胶单元、自动送料单元、紧固件插入单元、铆接单元、环槽钉安装单元、

抽钉安装单元、铆钉铣平单元、焊接单元等；检测单元包括照相测量孔定位单元、

法线检测单元、孔检测单元等。

1.3自动化装配系统

国外飞机自动化装配技术已从由单台数控自动钻铆机和数控托架组成的自动

钻铆系统向由柔性装配工装、模块化加工单元、数控定位系统（包括机器人）、

自动送料系统和数字化检测系统等组成的柔性装配系统发展。柔性装配系统主要

包括机翼壁板柔性装配系统、翼梁柔性装配系统、复合材料尾翼柔性装配系统、

机身壁板柔性装配系统、机器人柔性装配系统、机身环铆自动装配系统和自动对

接平台等。

柔性壁板装配系统已广泛应用于空客系列飞机机翼壁板的装配及波音民用飞

机翼梁大型构件的自动化装配。它集成了电磁铆接技术和运动磁轭装配机技术，

其必威体育精装版的发展是E5000(ASAT4)C-17第四代自动化翼梁柔性装配系统。

1.4自动制孔技术

现代飞机结构大量采用复合材料、钛合金等难加工材料，大型飞机还对大尺

寸孔的制备精度提出了更高的要求，因此普遍采用了自动化柔性制孔技术，以满

足结构的