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[摘 要]社会经济的高速发展，为现代飞机数字化装配系统的优化创新提供了有利条件，各种先进技术手段的配合应用，提升了数字化装配系统的实际运行效率，也减轻了相关工作人员的作业压力。以往的飞机装配主要依靠工作人员的实践经验，飞机装配工装设计时普遍存在着很多问题亟待解决，这就导致了飞机装配作业的实际效率并不高，装配效果也难以尽如人意。发达国家的航空制造业发展形势非常迅猛，装配系统和技术水平也远远超过我国，因此进行现代飞机数字化装配系统的深入研究与探索就显得非常关键且必要。
[关键词]现代飞机；数字化装配系统；技术水平；探究；分析
中图分类号：THl65 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）34-0262-01
引言：
当前阶段，我国的飞机装配工装数目相对较多，整体结构却是十分笨重，飞机制造时间更是漫长，资金成本投入力度较大，实际收益却明显达不到预期指标等现象。对现代飞机的数字化装配系统进行研究，一方面可以有效解决我国飞机制造业发展缓慢的问题，另一方面则能够提升飞机数字化装配水平，使我国顺利走上国际化的创新之路。
一、翼身数字化装配系统
我们应对现代飞机的翼身数字化装配系统设计工作给予高度重视，翼身对整体系统的对接要求非常高，各项工艺指标和调姿技术也需要更为先进。翼身数字化装配系统包括了调姿工装、测量系统、软件系统、控制系统[1]。
二、调姿工装
调姿工装是飞机内部的重要部件，也是一组执行机构，更是各个部件装配所需的一个必要夹具。现代飞机数字化装配系统对调姿工装非常关注。在翼身数字化装配系统中，调姿工装主要包括着三坐标定位器和工艺接头。由于翼身数字化装配系统必须考虑到整个的机身尺寸、具体重量、刚度强弱的等，所以在调姿工装优化设计环节，设计人员就必须认真思考以及重点关注以下几个问题：
（1）工艺接头与机身的连接方式。飞机部件和定位器需要依靠专门的工艺接头进行过渡连接，而机身和工艺接头则是通过螺旋组进行连接的，因此由定位器所承受的载荷作用最终都会通过工艺接头直接传输至机身。
（2）支撑方式设计。定位器的具体数量、设计布局、与工艺接头实际的安装位置都是飞机的主要支撑方式。不同的支撑方式可以取得不同的支撑效果，通过支撑，飞机部件变形情况会得到很好的控制。合理设计支撑点，优化配置飞机部件，这不仅能够满足飞机变形的不同工艺要求，还可以成功降低调姿工装的成本投入力度，为飞机制造企业赢得更好的经济效益和社会效益。
（3）定位器适度刚度设计。为保障飞机装配质量，通常要求调姿工装应有足够的定位精度，以便于后续的对接、装配等操作。因此应尽量提高定位器各部件的刚度。
三、控制系统
控制系统可以非常稳定的支撑飞机部件，并且实现飞机空间姿势的自由调整，调姿工装中必要包括三个或者以上的定位器。一个定位器会包括三个运动输入轴，至少三个定位器就会包括九个运动运动输入轴，进而大大提升飞机部件的自由度数量。数字化装配系统有必要进行定位器数量的统一规划和有效管理，这样才能保证飞机部件在调姿中各个定位器都可以充分的协调运动起来。控制系统是现代飞机数字化装配系统必不可少的一部分，它的功能多样，具体表现在：
（一）由定位器组成的调姿单元的协调运动控制
在翼身数字化装配系统中采用Synqnet实时现场总线技术构建控制网络，现场总线技术一般由工业控制计算机.运动控制器、驱动功能节点、信号传输电缆等组成。
（二）单个定位器各轴全闭环伺服运动控制
定位器采用绝对式直线光栅作为反馈元件实现每个轴的全闭环控制。绝对光栅选用德国海德汉公司生产的L483/183型绝对式光栅尺，分辨率0.01μm，精度为±5μm[2]。
（三）调姿对合过程的安全保护
想要避免飞机部件和其他部件在实际装配中发生一些碰撞、相互干涉的问题，我们必须认真了解每个机身定位器的翼展方向，并在靠近前机身的地方安装超声波传感器。机身定位器运动轴方向都会设置有限位开关，结合硬件限位和软件限位方式，进行合理有效的限位控制，能够避免一些位置误差的出现。飞机的每个定位器都会安装紧急停车按钮，每个手轮上也会同样安装紧急停车按钮，通过集成控制中心的计算机进行操作，这些紧急刹车按钮即使在常闭状态下也是能够完成系统串联工作的。
四、测量系统
测量系统能根据其它操作的需要，随时提供关于飞机部件、柔性工艺装备的位置或姿态信息，引导调姿过程、对合过程：r-‘E装备的运动：测量系统提供的信息应该足以使操作者能对飞机部件的调姿误差、对合精度作正确的评价。测量系统的主要硬件包括4台Leiea公司的最新型号激光跟踪仪：AT90I-LR&AT901-B，一定数量的靶标和靶标座，以及布置在装配现场的公共观测点（ERS点）。激光跟踪仪的测量半径为40m，水平方向可360度旋转， B激光跟踪仪对单点测量的不确定度为：UXYZ全量程=±（15μm+6μm/m）[3]。
五、软件系统
按照总体规划，分步实施的设计思想，统筹考虑翼身数字化装配的软件功能需求以及现场操作软件与企业ERP系统数据交换的需要，将现场软件系统划分为三个层次：设备控制层软件、工艺管理层软件、企业高层管理软件。
六、系统集成
机身、机翼的数字化调姿、对接由集成管理系统依据工艺流程协调测量系统软件和调姿对接控制系统软件完成。在装配过程中，集成管理系统从装配专用数据库读取装配对象的特征参数以及各工装、检测点分布等预存储信息，并按照工艺流程的规划，分配装配任务指令，由调姿对合控制系统软件和测量系统软件分别完成对定位器的运动控制和跟踪仪的测量控制，并实时获取调姿对接控制系统的调姿、对接过程数据以及测量系统软件的测量结果，通过数据处理与分析模块实现机身、机翼的姿态评价、翼身对接协调性评价、对接过程的合理性评价和装配现场的监控仿真，实现对接工艺的流程控制、数据的记录分析和装配过程的图形界面显示。
数据库是整个系统的数据源和数据存储中心，数据库客户端通过企业局域网为装配系统服务，由开放的访问接口实现数据的统一讀写、装配参数的可视化配置和过程数据的无缝集成。通过数字化测量系统、调姿对接控制系统的相互配合完成具体的装配操作，并将采集的状态数据、测量数据及处理结果保存至数据库。调姿对接控制系统接收来自主控系统的任务调度信息，向各工艺装备控制器下发配置信息。调姿对接控制系统根据主控系统所下发的机身姿态信息即当前姿态与目标姿态之间的偏差规划调姿路径，并在接收到主控系统的调姿指令后，控制定位器进行调姿操作。数字化测量系统接收来自集成管理系统的测量任务、检测点的理论位置和其它测量参数，并向激光跟踪仪发送相应的测量指令和请求信息。激光跟踪仪控制器接收并解析数据包，完成相关检测点的测量，并将跟踪仪的状态数据、环境参数和测量结果上传到数字化测量系统，实现集成管理系统下达的测量任务。
结束语
通过现代飞机数字化装配系统的调姿工装、控制系统、测量系统、软件系统的统一介绍，各个子系统之间将会更好、更顺利的实现数据集成。希望本次介绍能够为其他业内人士提供有效参考与借鉴，从而进一步提升我国飞机制造业的技术研究水平，为数字化装配系统的成熟构建奠定下坚固基础，助推社会经济的平稳增长，使社会主义现代化建设事业取得长远进步与发展。
参考文献
[1] 段崇.飞机数字化装配系统数据集成技术[J].工业c，2016（35）264-265.
[2] 罗军.浅论飞机装配过程数字化测量技术[J].科研，2017（14）19-19.
[3] 占建国.飞机数字化与智能化装配[J].工程技术：文摘版，2016（23）71-72.
[关键词]现代飞机；数字化装配系统；技术水平；探究；分析
中图分类号：THl65 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）34-0262-01
引言：
当前阶段，我国的飞机装配工装数目相对较多，整体结构却是十分笨重，飞机制造时间更是漫长，资金成本投入力度较大，实际收益却明显达不到预期指标等现象。对现代飞机的数字化装配系统进行研究，一方面可以有效解决我国飞机制造业发展缓慢的问题，另一方面则能够提升飞机数字化装配水平，使我国顺利走上国际化的创新之路。
一、翼身数字化装配系统
我们应对现代飞机的翼身数字化装配系统设计工作给予高度重视，翼身对整体系统的对接要求非常高，各项工艺指标和调姿技术也需要更为先进。翼身数字化装配系统包括了调姿工装、测量系统、软件系统、控制系统[1]。
二、调姿工装
调姿工装是飞机内部的重要部件，也是一组执行机构，更是各个部件装配所需的一个必要夹具。现代飞机数字化装配系统对调姿工装非常关注。在翼身数字化装配系统中，调姿工装主要包括着三坐标定位器和工艺接头。由于翼身数字化装配系统必须考虑到整个的机身尺寸、具体重量、刚度强弱的等，所以在调姿工装优化设计环节，设计人员就必须认真思考以及重点关注以下几个问题：
（1）工艺接头与机身的连接方式。飞机部件和定位器需要依靠专门的工艺接头进行过渡连接，而机身和工艺接头则是通过螺旋组进行连接的，因此由定位器所承受的载荷作用最终都会通过工艺接头直接传输至机身。
（2）支撑方式设计。定位器的具体数量、设计布局、与工艺接头实际的安装位置都是飞机的主要支撑方式。不同的支撑方式可以取得不同的支撑效果，通过支撑，飞机部件变形情况会得到很好的控制。合理设计支撑点，优化配置飞机部件，这不仅能够满足飞机变形的不同工艺要求，还可以成功降低调姿工装的成本投入力度，为飞机制造企业赢得更好的经济效益和社会效益。
（3）定位器适度刚度设计。为保障飞机装配质量，通常要求调姿工装应有足够的定位精度，以便于后续的对接、装配等操作。因此应尽量提高定位器各部件的刚度。
三、控制系统
控制系统可以非常稳定的支撑飞机部件，并且实现飞机空间姿势的自由调整，调姿工装中必要包括三个或者以上的定位器。一个定位器会包括三个运动输入轴，至少三个定位器就会包括九个运动运动输入轴，进而大大提升飞机部件的自由度数量。数字化装配系统有必要进行定位器数量的统一规划和有效管理，这样才能保证飞机部件在调姿中各个定位器都可以充分的协调运动起来。控制系统是现代飞机数字化装配系统必不可少的一部分，它的功能多样，具体表现在：
（一）由定位器组成的调姿单元的协调运动控制
在翼身数字化装配系统中采用Synqnet实时现场总线技术构建控制网络，现场总线技术一般由工业控制计算机.运动控制器、驱动功能节点、信号传输电缆等组成。
（二）单个定位器各轴全闭环伺服运动控制
定位器采用绝对式直线光栅作为反馈元件实现每个轴的全闭环控制。绝对光栅选用德国海德汉公司生产的L483/183型绝对式光栅尺，分辨率0.01μm，精度为±5μm[2]。
（三）调姿对合过程的安全保护
想要避免飞机部件和其他部件在实际装配中发生一些碰撞、相互干涉的问题，我们必须认真了解每个机身定位器的翼展方向，并在靠近前机身的地方安装超声波传感器。机身定位器运动轴方向都会设置有限位开关，结合硬件限位和软件限位方式，进行合理有效的限位控制，能够避免一些位置误差的出现。飞机的每个定位器都会安装紧急停车按钮，每个手轮上也会同样安装紧急停车按钮，通过集成控制中心的计算机进行操作，这些紧急刹车按钮即使在常闭状态下也是能够完成系统串联工作的。
四、测量系统
测量系统能根据其它操作的需要，随时提供关于飞机部件、柔性工艺装备的位置或姿态信息，引导调姿过程、对合过程：r-‘E装备的运动：测量系统提供的信息应该足以使操作者能对飞机部件的调姿误差、对合精度作正确的评价。测量系统的主要硬件包括4台Leiea公司的最新型号激光跟踪仪：AT90I-LR&AT901-B，一定数量的靶标和靶标座，以及布置在装配现场的公共观测点（ERS点）。激光跟踪仪的测量半径为40m，水平方向可360度旋转， B激光跟踪仪对单点测量的不确定度为：UXYZ全量程=±（15μm+6μm/m）[3]。
五、软件系统
按照总体规划，分步实施的设计思想，统筹考虑翼身数字化装配的软件功能需求以及现场操作软件与企业ERP系统数据交换的需要，将现场软件系统划分为三个层次：设备控制层软件、工艺管理层软件、企业高层管理软件。
六、系统集成
机身、机翼的数字化调姿、对接由集成管理系统依据工艺流程协调测量系统软件和调姿对接控制系统软件完成。在装配过程中，集成管理系统从装配专用数据库读取装配对象的特征参数以及各工装、检测点分布等预存储信息，并按照工艺流程的规划，分配装配任务指令，由调姿对合控制系统软件和测量系统软件分别完成对定位器的运动控制和跟踪仪的测量控制，并实时获取调姿对接控制系统的调姿、对接过程数据以及测量系统软件的测量结果，通过数据处理与分析模块实现机身、机翼的姿态评价、翼身对接协调性评价、对接过程的合理性评价和装配现场的监控仿真，实现对接工艺的流程控制、数据的记录分析和装配过程的图形界面显示。
数据库是整个系统的数据源和数据存储中心，数据库客户端通过企业局域网为装配系统服务，由开放的访问接口实现数据的统一讀写、装配参数的可视化配置和过程数据的无缝集成。通过数字化测量系统、调姿对接控制系统的相互配合完成具体的装配操作，并将采集的状态数据、测量数据及处理结果保存至数据库。调姿对接控制系统接收来自主控系统的任务调度信息，向各工艺装备控制器下发配置信息。调姿对接控制系统根据主控系统所下发的机身姿态信息即当前姿态与目标姿态之间的偏差规划调姿路径，并在接收到主控系统的调姿指令后，控制定位器进行调姿操作。数字化测量系统接收来自集成管理系统的测量任务、检测点的理论位置和其它测量参数，并向激光跟踪仪发送相应的测量指令和请求信息。激光跟踪仪控制器接收并解析数据包，完成相关检测点的测量，并将跟踪仪的状态数据、环境参数和测量结果上传到数字化测量系统，实现集成管理系统下达的测量任务。
结束语
通过现代飞机数字化装配系统的调姿工装、控制系统、测量系统、软件系统的统一介绍，各个子系统之间将会更好、更顺利的实现数据集成。希望本次介绍能够为其他业内人士提供有效参考与借鉴，从而进一步提升我国飞机制造业的技术研究水平，为数字化装配系统的成熟构建奠定下坚固基础，助推社会经济的平稳增长，使社会主义现代化建设事业取得长远进步与发展。
参考文献
[1] 段崇.飞机数字化装配系统数据集成技术[J].工业c，2016（35）264-265.
[2] 罗军.浅论飞机装配过程数字化测量技术[J].科研，2017（14）19-19.
[3] 占建国.飞机数字化与智能化装配[J].工程技术：文摘版，2016（23）71-72.