中航工业沈飞多年来一直致力于飞机先进装配技术的探索与研究,并取得了显著的成就。公司基于数字化飞机装配的关键技术,创建了国内首个面向新机研制的数字化柔性装配生产线与大型飞机数字化生产线;研制了数字化柔性工装、自动制孔系统、自动铆接系统、飞机数字化对接系统、数字化检测系统以及装配运输设备等多套先进数字化装配系统与装备,并成功应用于产品的研制与生产。公司通过“产、学、研”协同创新模式的引入,使飞机数字化装配技术的科研成果快速转化为生产力,促进了公司先进装配技术水平的跨越式发展,全面提升了公司先进装配技术的创新能力与企业核心竞争力。
沈飞公司以飞机某部件和总装对接装配为研究对象,建立了面向新机科研的数字化柔性装配生产线,可支撑型号系列化发展,适应不同型号同族产品装配,具备可重构性、可重用性、可扩充性的柔性装配平台;通过掌握柔性装配技术,大幅度减少了专用工装数量,提高了装配的自动化和数字化水平,初步形成了型号部件柔性装配生产能力;实现了科研或批产混线生产、产能不足等瓶颈问题;促进飞机装配模式的变革,实现飞机制造从传统的手工装配向数字化装配模式的跨越,缩小与西方先进国家的技术差距。
沈飞公司瞄准未来飞机型号长远发展战略需求和飞机装配制造技术国际前沿方向,致力于飞机数字化柔性工装、数字化精密制孔、长寿命可靠连接、数字化对接、数字化检测、数字化装配运输等共性关键技术,并基于关键技术研制出一系列适用于多型号飞机装配现场的数字化装配系统与装备。截至2014年底,该项目研究成果已在新研型号中获得了应用,其中包括柔性装配平台、柔性制孔系统和数字化测量系统正在某机型大部件装配过程应用,完成了该大部件总装、架下制孔及装配在线检测工作。
数字化柔性工装技术与装备:沈飞公司拥有某大部件柔性工装、某大部件翻转工装、翼身整体结构后段等数字化柔性工装系统,目前该类装备已经成功应用于多个型号的装配现场。柔性工装的快速重构功能有效地缩短了飞机装配工装的设计制造等准备周期,提高了工装快速响应能力与“一架多用”功能。
数字化精密制孔技术与装备:沈飞公司目前拥有大部件自动制孔装备、五坐标自动制孔装备、自动制孔机器人等针对不同型号飞机的精密制孔系统与装备,数字化精密制孔技术目前成功应用于多个型号,其引入保证了制孔的高效性与一次成功率,同时为叠层结构的数字化制孔技术提供了基础。
长寿命可靠连接技术与装备:目前,沈飞公司在可靠性连接方面主要针对自动铆接技术进行了深入的研究,并将其试用于某型号的电磁铆接技术装备,具有成型时间短、一次成型率高、零冲击加载、噪音低、后坐力小等优点。
数字化对接技术与装备:沈飞公司拥有大部件数字化柔性对接系统,某大部件对接系统等飞机数字化对接系统,通过将对接系统与装备应用于多个型号,实现了数字化自动调姿与无应力对接装配,节省了大量的加工与调试时间。
数字化检测技术与装备:针对目前现场检测技术在数字化方面的发展现状,沈飞公司研发了激光跟踪仪与iGPS联合测量技术。通过数字化检测技术的应用,使飞机检测的准确率与工作效率得到了明显的提高,目前数字化检测技术已经广泛应用于多种飞机型号。
数字化装配运输技术与设备:针对不同型号飞机的现场装配特点,沈飞公司应用了机器人、多轴伺服下架系统等运输设备,该类设备在多种型号飞机装配方面的应用为现场工作提供了柔性高效的运输方式。
柔性装配平台针对不同机型,一套柔性工装只需更换少量工艺连接件便可适应不同装配需求,极大地减少了传统装配方式的两种型号需要4套工装的情况。并且,通过光学设备的辅助测量和定位功能,可以节省大量工装的设计、加工及调试的时间和成本,单机型可缩短工装准备和维护周期约4个月,节约工装费用350万元,减小占地面积400平方米。
在柔性制孔系统条件下,公司形成了新的飞机制造生产模式和工作流程,满足了多种型号后机身自动制孔的需求,实现了飞机后机身部件级复杂结构自动制孔,有效地解决了制孔加工任务重、孔壁粗糙度难以控制、制孔垂直度与锪窝深度难以保证的严峻问题,降低了装配工人的劳动强度,使制孔质量稳定,减少了因制孔问题而造成的零件报废,制孔合格率达到99%以上,提高了飞机装配制孔效率和质量,缩短飞机的研制周期,同时增架了飞机的使用寿命。
该项目研究成果提高了我国飞机装配技术创新水平,达到了国际先进水平,填补了国内飞机大部件机身部件柔性装配工艺及装备集成应用研究空白,打破技术限制封锁与设备垄断,形成飞机装配装备自主保障能力,促进我国飞机制造装备研制能力的发展,促进飞机装配模式的变革,增强新一代飞机快速研制能力。