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【摘 要】本文从基于自动对接装配技视角出发，论述了航空装配生产线的关键技术。基于航空装配生产线的建设是一个复杂系统工程，其在构建过程中和验证过程中需要参考系统工程和智能制造实施方法论。因此，系统工程和智能制造是未来飞机自动装配生产线需要加大研究的方向。
【关键词】飞机;大部件;自动对接;装配技术
前言
当今航空工业迅猛发展，飞机的研制任务日益增多，航空运输业的快速发展带来新型飞机需求量的急剧增长，传统的机库式飞机装配模式，各个工序之间相互影响、互相牵制，直接影响物料、人员、设备、工具等的高效使用，导致现场问题反馈和处理缓慢、装配周期长，这样的装配模式已无法适应现代飞机快速研制的要求。为满足新的业务需求和挑战，一种基于精益制造的先进航空自动装配生产线应运而生。
1飞机制造中测量技术的发展及应用
1.1飞机制造的数字化测量技术
随着测量技术和测量设备的快速发展，许多高效率、高精度的飞机数字化测量技术在飞机制造领域得到广泛的应用。一些光学检测技术取得较大发展，其相关的仪器设备，如全站仪、水准仪、GPS接收机、数字扫描仪、激光雷达扫描测量系统、激光跟踪仪、机器视觉测量系统等已普遍应用在国内外许多飞机制造领域。对于一些大飞机、特种飞机，传统的测量方法已无法满足其精度要求，数字化集成的测量技术得到快速的发展和应用，尤其是采用数字化测量系统与自动调姿控制系统组合的方式，不仅可以克服测量范围大、测量次数多而精度低的矛盾，还可以快速获得测量结果，不仅加快了工作效率，还大大提高了飞机对接精度及装配质量。
1.2数字化测量技术在装配中的应用
飞机的装配过程大致可以分为以下几个阶段，从最初的产品设计、工艺方案的确定、工艺准备、大部件生产、大部件对接装配和全机总装等过程许多飞机，在部件装配过程中，大量采用数字化滑轨爬行机器人自动钻铆技术，装配夹持工裝和钻铆设备从结构和功能上集成一体，而且自动化程度越来越高，形成大规模的飞机部件数字化自动钻铆装配生产线;在总装过程中，采用柔性数字化装配系统，集成工装和测量系统，实现飞机姿态调整和测量系统的融合，飞机的数字化装配大幅减少了飞机装配所需的工装数量和种类，如AG600飞机总装型架，采用柔性支撑定位系统工装，是飞机数字化装配系统的典型代表，通过在飞机机身上设置测量点，通过激光跟踪仪测量这些测量接头位置信息，转化到飞机坐标系下进行比较分析，从而实现对飞机各部段对接时的状态调整。此数字化柔性调节工装大大减少协调标准工装、定位工装、测量工装、检测工装的数量。
2三大部段对接及测量方案介绍
2.1AG600对接方案介绍
AG600飞机全机结构大部件：机头、中机身、后机身、机翼，柔性支撑定位装置主要是用于完成三大机身部段、机翼（先装中央翼）的对接工作。每个部段上分别设置4个工艺接头，工艺接头不但起到定位测量姿态调整的作用，还起到部段吊运、与工装连接的功能。工艺接头连接采用的是球头结构，柔性装配定位系统采用的是球窝结构，通过自动控制系统实现同步升降的调节功能，通过手动丝杠调节实现手动微调功能。本文主要介绍三大部段的对接，首先把中机身吊装在柔性支撑定位装配系统上，通过测量中机身上的测量点和对接面上的测量点，进行调整姿态，把中机身调到飞机理论位置;然后吊装机头，通过测量机头上的测量点位置和对接面的筒型周边设置测量点，把机头调整到理论对接安装位置的Y向400mm（长桁搭接为300mm，给定100mm的安全距离）的位置，通过柔性支撑定位装配系统实现飞机的机头向中机身方向水平移动400mm，这时进行两大部段的对接;最后，后机身吊装到柔性支撑定位装配系统上，通过测量后机身上的测量点位置和对接面的筒型周边设置测量点，把后机身调整姿态到可装配状态Y向远离中机身400mm的距离，然后通过柔性支撑定位装配系统实现飞机的后机身向中机身方向水平移动400mm，这时进行后机身与机身的对接，到此实现三大部段的对接装配工作。
2.2AG600对接测量方案介绍
机身的装配测量分左、右两侧，本测量方案将机身左侧的测量方法进行详细说明，而机身右侧的测量方法则与机身左侧测量方法相同即可。机身左侧的整个测量过程需由跟踪仪在4个不同位置上完成测量，其中位置1对机头的姿态进行装配测量;位置2对机头和中机身进行装配测量;位置3对后机身姿态进行装配测量;位置4、5对中机身和后机身进行装配测量;所有测量的理论坐标值与测量坐标值此处不做详细分析。
2.3AG600对接过程测量仪器放置规划
2.3.1定位跟踪仪位置
确立跟踪仪位置
（X=1000;Y=–400;Z=–2096.482），建立坐标系。跟踪仪通过地面基准点用最佳拟合的方法建立坐标系，坐标系公差为±0.01mm，
2.3.2定位跟踪仪位置
确立跟踪仪位置（X=32835.625;Y=–6224.849;Z=–2096.482），建立坐标系。跟踪仪通过地面基准点用最佳拟合的方法建立坐标系，坐标系公差为±0.01mm。
2.3.3定位跟踪仪位置
确立跟踪仪位置（X=32835.625;Y=–6224.849;Z=–2096.482），建立坐标系。跟踪仪通过地面基准点用最佳拟合的方法建立坐标系，坐标系公差为±0.01mm。
2.3.4定位跟踪仪位置
确立跟踪仪位置（X=12966.616;Y=–3076.854;Z=–2096.482），建立坐标系。
结束语
飞机的装配测量系统中，以激光跟踪仪组建的测量系统以其高效率、高精度融合自动调姿系统等优势取代了传统的测量方法，它代表了飞机制造装配测量技术发展的方向。随着飞机制造业的不断发展，应用数字化装配和激光跟踪仪相融合的检测方法的优越性将不断凸现，实现从飞机产品设计到装配的全数字量的传递。
参考文献：
[1]邹冀华，许国康.大型飞机装配中的数字化测量系统分析和研究[J].航空制造技术，2010，53（3）：49–53.16，59（16）：41–47.
[2]李西宁，胡匡植，李维亮，等.飞机数字化柔性装配工装技术[J].航空制造技术，2013，56（12）：40–43
（作者单位：中航飞机股份有限公司）
【关键词】飞机;大部件;自动对接;装配技术
前言
当今航空工业迅猛发展，飞机的研制任务日益增多，航空运输业的快速发展带来新型飞机需求量的急剧增长，传统的机库式飞机装配模式，各个工序之间相互影响、互相牵制，直接影响物料、人员、设备、工具等的高效使用，导致现场问题反馈和处理缓慢、装配周期长，这样的装配模式已无法适应现代飞机快速研制的要求。为满足新的业务需求和挑战，一种基于精益制造的先进航空自动装配生产线应运而生。
1飞机制造中测量技术的发展及应用
1.1飞机制造的数字化测量技术
随着测量技术和测量设备的快速发展，许多高效率、高精度的飞机数字化测量技术在飞机制造领域得到广泛的应用。一些光学检测技术取得较大发展，其相关的仪器设备，如全站仪、水准仪、GPS接收机、数字扫描仪、激光雷达扫描测量系统、激光跟踪仪、机器视觉测量系统等已普遍应用在国内外许多飞机制造领域。对于一些大飞机、特种飞机，传统的测量方法已无法满足其精度要求，数字化集成的测量技术得到快速的发展和应用，尤其是采用数字化测量系统与自动调姿控制系统组合的方式，不仅可以克服测量范围大、测量次数多而精度低的矛盾，还可以快速获得测量结果，不仅加快了工作效率，还大大提高了飞机对接精度及装配质量。
1.2数字化测量技术在装配中的应用
飞机的装配过程大致可以分为以下几个阶段，从最初的产品设计、工艺方案的确定、工艺准备、大部件生产、大部件对接装配和全机总装等过程许多飞机，在部件装配过程中，大量采用数字化滑轨爬行机器人自动钻铆技术，装配夹持工裝和钻铆设备从结构和功能上集成一体，而且自动化程度越来越高，形成大规模的飞机部件数字化自动钻铆装配生产线;在总装过程中，采用柔性数字化装配系统，集成工装和测量系统，实现飞机姿态调整和测量系统的融合，飞机的数字化装配大幅减少了飞机装配所需的工装数量和种类，如AG600飞机总装型架，采用柔性支撑定位系统工装，是飞机数字化装配系统的典型代表，通过在飞机机身上设置测量点，通过激光跟踪仪测量这些测量接头位置信息，转化到飞机坐标系下进行比较分析，从而实现对飞机各部段对接时的状态调整。此数字化柔性调节工装大大减少协调标准工装、定位工装、测量工装、检测工装的数量。
2三大部段对接及测量方案介绍
2.1AG600对接方案介绍
AG600飞机全机结构大部件：机头、中机身、后机身、机翼，柔性支撑定位装置主要是用于完成三大机身部段、机翼（先装中央翼）的对接工作。每个部段上分别设置4个工艺接头，工艺接头不但起到定位测量姿态调整的作用，还起到部段吊运、与工装连接的功能。工艺接头连接采用的是球头结构，柔性装配定位系统采用的是球窝结构，通过自动控制系统实现同步升降的调节功能，通过手动丝杠调节实现手动微调功能。本文主要介绍三大部段的对接，首先把中机身吊装在柔性支撑定位装配系统上，通过测量中机身上的测量点和对接面上的测量点，进行调整姿态，把中机身调到飞机理论位置;然后吊装机头，通过测量机头上的测量点位置和对接面的筒型周边设置测量点，把机头调整到理论对接安装位置的Y向400mm（长桁搭接为300mm，给定100mm的安全距离）的位置，通过柔性支撑定位装配系统实现飞机的机头向中机身方向水平移动400mm，这时进行两大部段的对接;最后，后机身吊装到柔性支撑定位装配系统上，通过测量后机身上的测量点位置和对接面的筒型周边设置测量点，把后机身调整姿态到可装配状态Y向远离中机身400mm的距离，然后通过柔性支撑定位装配系统实现飞机的后机身向中机身方向水平移动400mm，这时进行后机身与机身的对接，到此实现三大部段的对接装配工作。
2.2AG600对接测量方案介绍
机身的装配测量分左、右两侧，本测量方案将机身左侧的测量方法进行详细说明，而机身右侧的测量方法则与机身左侧测量方法相同即可。机身左侧的整个测量过程需由跟踪仪在4个不同位置上完成测量，其中位置1对机头的姿态进行装配测量;位置2对机头和中机身进行装配测量;位置3对后机身姿态进行装配测量;位置4、5对中机身和后机身进行装配测量;所有测量的理论坐标值与测量坐标值此处不做详细分析。
2.3AG600对接过程测量仪器放置规划
2.3.1定位跟踪仪位置
确立跟踪仪位置
（X=1000;Y=–400;Z=–2096.482），建立坐标系。跟踪仪通过地面基准点用最佳拟合的方法建立坐标系，坐标系公差为±0.01mm，
2.3.2定位跟踪仪位置
确立跟踪仪位置（X=32835.625;Y=–6224.849;Z=–2096.482），建立坐标系。跟踪仪通过地面基准点用最佳拟合的方法建立坐标系，坐标系公差为±0.01mm。
2.3.3定位跟踪仪位置
确立跟踪仪位置（X=32835.625;Y=–6224.849;Z=–2096.482），建立坐标系。跟踪仪通过地面基准点用最佳拟合的方法建立坐标系，坐标系公差为±0.01mm。
2.3.4定位跟踪仪位置
确立跟踪仪位置（X=12966.616;Y=–3076.854;Z=–2096.482），建立坐标系。
结束语
飞机的装配测量系统中，以激光跟踪仪组建的测量系统以其高效率、高精度融合自动调姿系统等优势取代了传统的测量方法，它代表了飞机制造装配测量技术发展的方向。随着飞机制造业的不断发展，应用数字化装配和激光跟踪仪相融合的检测方法的优越性将不断凸现，实现从飞机产品设计到装配的全数字量的传递。
参考文献：
[1]邹冀华，许国康.大型飞机装配中的数字化测量系统分析和研究[J].航空制造技术，2010，53（3）：49–53.16，59（16）：41–47.
[2]李西宁，胡匡植，李维亮，等.飞机数字化柔性装配工装技术[J].航空制造技术，2013，56（12）：40–43
（作者单位：中航飞机股份有限公司）