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脉动时空
各种不同尺寸的零件在同一条装配线上实现自动钻铆是柔性装配和精益生产的不懈追求,如今,一种脉冲移动装配技术将其变为现实.
脉冲装配线（PML）通过合理安排制造单元,使以往常规方法所需的若干分布式独立制造单元之间没有间隔,可以在大型飞机装配中缩短准备时间,优化资产使用.对于A350项目来说,这种装配概念已经在机身壁板装配中做到到开发和实用,充分发挥了数字化柔性装配的优势.
PML的创新首先是脉冲柔性装配理念.以A350机身壁板装配为例,在生产过程中,最多有7个不同尺寸的机身壁板在PML中顺序排列,每个壁板处于一个特定的工作区,当所有区的工作指令完成后,执行一次脉冲,壁板同时移动4.5m到下一个工作区.这样,就不像以往那样制造大型壁板会拖延后续短小壁板的完成,节省了空间,使壁板装配实现柔性、高效与透明化.
PML的另一项关键创新就是“万能数控程序”.在A350机身壁板的PML上,采用了一种被称作“万能数控程序”的方案,它加入了对一整块壁板写一个数控零件程序的想法.这个数控壁板程序可以理解为一个摘 要,意思是它永远不会整个运行,而就像一个目录,部分数控程序片断从那里提取出来,然后配置到一个新的数控程序,专门用于工作区内的特定位置.数控程序片断自动化配置的概念不仅实现了数控编程上的最短生成时间和最满意效果,而且具备极好的柔性和工艺可靠性.
激光大世界
在先进飞机装配车间,一道道激光应该成为航空制造的靓丽风景线,因为正是这些激光的发射者——激光跟踪仪和激光雷达,成为了众多自动化装配系统的“明眸”,以四两拨千斤,让数十米长的零件对接仅有微米级的误差.
随着三维激光扫描成像这样更加艺术化的技术做到到开发和应用,未来飞机装配工厂将成为名副其实的激光大世界,也将让航空制造成为一门散发激光魅力的现代科技艺术.
激光跟踪仪已经广泛应用于F-35、A400M、A350等先进飞机的总装对接中.在F-35的中后机身对接中,洛马公司使用了激光跟踪仪以及面向跟踪仪设计制造的自动化模块化工装.F-35先进的进气道自动化钻孔单元使用了两台机器人,其中一台就专门负责进行激光测量,使用激光三角传感器的检测头在钻孔前,根据进气道的位置排列钻孔机器人,根据孔的位置调整钻头位置,钻孔之后测量孔的位置和尺寸.
更为奇妙的是波音公司正在开发的三维激光扫描成像技术,该技术可以通过摄像头和激光扫描传感器捕捉工厂和装配中的飞机的三维图像.未来的飞机总装线,机器人手持设备扫描飞机和制造环境,然后与设计文档对照,就可以安全地装卸部件并精确地定位自动化装配机床.
从三维激光扫描成像做到到的绚丽画面,我们可以感受到：一道道激光传递的,将不仅仅是位置参数信息,激光这个大型飞机装配的“慧眼”有望将飞机装配变为一个更加艺术化的过程.
无人之境
未来飞机装配的最高峰一定是无人化、智能化、自动化,整个飞机装配工厂宛如无人之境,各类机器人和自动定位装置在数字化测量技术的支持下,自动地装配飞机结构,完成机体大部件运输和对接等一系列过程.也许,我们并不希望看到这一天,因为这意味着不再需要什么工人,但这一场景确实有可能在不久的将来真实地出现在我们面前.
在波音787机翼与机身的对接中,自动导引运输车（A）和基于室内GPS的柔性对接平台将工人操作降至最低限度.利用这一整套自动化技术,787机翼与机身的对接装配只需要几个小时.
英国GKN航宇公司正在主持一个结构技术成熟化（STeM）项目,目标是通过自动装配工艺,将机翼结构装配速度提升30%.自动装配工艺专为未来机翼和机身结构开发,使用了很多新兴的自动化和机器人技术来提升速度.这些技术包括轻质夹具、可重构工装、零件自动化定位、密封剂辅助沉积、测量辅助机器人、轻质钻头、轻质单向紧固件的紧固头以及紧固件自动化检测等.
航空制造魅力无限.随着数字化、机器人、工装和测量等技术的飞速发展,飞机装配将向人们充分展示航空科技的无限魅力.
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参考文献：
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