祝太福

【摘 要】智能裝備集成系統(tǒng)是先進(jìn)飛機(jī)智能制造技術(shù)的核心與基礎(chǔ)，加強(qiáng)對(duì)智能制造裝備集成系統(tǒng)的研究，能夠提高先進(jìn)飛機(jī)的智能化水平，對(duì)于我國先進(jìn)飛機(jī)研究具有重要意義。基于此，論文概括論述了先進(jìn)飛機(jī)智能制造技術(shù)，在此基礎(chǔ)上，論述了先進(jìn)飛機(jī)智能制造管理平臺(tái)設(shè)計(jì)，并對(duì)先進(jìn)飛機(jī)智能制造裝備系統(tǒng)組成進(jìn)行具體分析。

【Abstract】Intelligent equipment integration system is the core and foundation of advanced aircraft intelligent manufacturing technology. It is of great significance to strengthen the research on intelligent manufacturing equipment integration system and improve the intelligence level of advanced aircraft. Based on this， this paper studies the advanced technology of aircraft intelligent manufacturing， and on this basis， discusses the design of advanced aircraft intelligent manufacturing management platform， analyzes the composition of the advanced aircraft intelligent manufacturing equipment system.

【關(guān)鍵詞】先進(jìn)飛機(jī)；智能制造；裝備集成系統(tǒng)；平臺(tái)設(shè)計(jì)

【Keywords】advanced aircraft； intelligent manufacturing； equipment integration system； platform design

【中圖分類號(hào)】V241 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2018）01-0162-02

1 先進(jìn)飛機(jī)智能制造技術(shù)概述

先進(jìn)飛機(jī)智能制造技術(shù)，主要是將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、通信技術(shù)等進(jìn)行融合，利用感知、人工交互、執(zhí)行等，完善產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程、制造過程、管理過程等，從而提高先進(jìn)飛機(jī)的智能化水平[1]。先進(jìn)飛機(jī)智能制造技術(shù)，主要是對(duì)制造技術(shù)與信息技術(shù)進(jìn)行研究與集成，從而促進(jìn)先進(jìn)飛機(jī)的發(fā)展。我國的飛機(jī)制造業(yè)發(fā)展迅速，并且已經(jīng)取得了一定的成績，但是仍然具有較大的發(fā)展空間。我國對(duì)于飛機(jī)數(shù)字化制造技術(shù)比較重視，研究力度不斷加強(qiáng)，將實(shí)現(xiàn)智能標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)作為主要研發(fā)目標(biāo)。近年來，我國航空行業(yè)主要將脈動(dòng)式生產(chǎn)作為信息管理的基礎(chǔ)，重點(diǎn)對(duì)飛機(jī)智能化管理平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)先進(jìn)飛機(jī)智能制造裝備集成系統(tǒng)進(jìn)行研究，從而促進(jìn)航空行業(yè)的發(fā)展。

2 先進(jìn)飛機(jī)智能制造管理平臺(tái)設(shè)計(jì)

2.1 先進(jìn)飛機(jī)協(xié)同制造平臺(tái)設(shè)計(jì)

先進(jìn)飛機(jī)協(xié)同制造平臺(tái)，能夠滿足不同類型飛機(jī)的管理需求，其能夠?qū)崿F(xiàn)飛機(jī)制造的全周期數(shù)據(jù)接收、發(fā)送、使用等管理。先進(jìn)飛機(jī)協(xié)同制造平臺(tái)設(shè)計(jì)，具體包括總體制造設(shè)計(jì)、項(xiàng)目計(jì)劃管理、飛機(jī)交付監(jiān)控設(shè)計(jì)等，平臺(tái)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是飛機(jī)的工藝與工裝設(shè)計(jì)。其中工藝設(shè)計(jì)，具體的內(nèi)容是PBOM、MBOM等設(shè)計(jì)與管理。工裝設(shè)計(jì)主要是工裝申請、設(shè)計(jì)、制造、交付管理等。智能協(xié)同管理平臺(tái)的功能，主要是對(duì)上述功能進(jìn)行統(tǒng)一管理與權(quán)限控制，與合作單位形成協(xié)調(diào)管理模式，通過協(xié)同平臺(tái)集成，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的接收與傳送，從而達(dá)到數(shù)據(jù)協(xié)同的目的。

2.2 基于MBD的三維工藝與仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)

對(duì)于先進(jìn)飛機(jī)的研究，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)主要是利用MBD技術(shù)。MBD技術(shù)主要是利用三維模型實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目的，具體對(duì)三維模型進(jìn)行尺寸標(biāo)注、定義公差、加注信息等處理?；贛BD的三維工藝設(shè)計(jì)，需要制定三維工藝規(guī)劃，確定詳細(xì)設(shè)計(jì)方案，并且完善指令建設(shè)。三維MBD技術(shù)可以應(yīng)用于智能化統(tǒng)一管理平臺(tái)，能夠?qū)に囐Y源進(jìn)行有效管理，從而提高平臺(tái)三維設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、工藝資源等管理效率。智能工藝管理平臺(tái)，能夠編制AO/AF文件，文件包含了文字形式表達(dá)結(jié)構(gòu)的工藝基本信息、裝配動(dòng)畫、三維中間模型等。先進(jìn)飛機(jī)的三維仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)，主要是對(duì)軟件工具集成與軟件開發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)環(huán)境中，需要設(shè)計(jì)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)環(huán)境庫，將智能生產(chǎn)過程的仿真信息存入到環(huán)境庫中，從而形成PPR，完成制造仿真過程。

2.3 數(shù)據(jù)庫智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

先進(jìn)飛機(jī)制造工藝數(shù)據(jù)庫智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，具體包括集成數(shù)據(jù)管理狀態(tài)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)生命周期設(shè)計(jì)、版本管理設(shè)計(jì)、人員數(shù)據(jù)管理設(shè)計(jì)、流程管理設(shè)計(jì)等，并且能夠?qū)崿F(xiàn)報(bào)表界面管理與操作界面管理等。數(shù)據(jù)庫智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要是將主要的數(shù)據(jù)資源存放到虛擬化管理平臺(tái)，利用云計(jì)算對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，并對(duì)系統(tǒng)平臺(tái)創(chuàng)新與大數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃部署。數(shù)據(jù)庫智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是在現(xiàn)有的平臺(tái)基礎(chǔ)上，結(jié)合制造工藝數(shù)據(jù)的特征，對(duì)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)能力進(jìn)行預(yù)測，從而確保數(shù)據(jù)庫智能管理系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)庫智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)是先進(jìn)飛機(jī)智能制造技術(shù)的核心與基礎(chǔ)，加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)庫智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究，能夠提高先進(jìn)飛機(jī)的智能化水平，對(duì)于我國先進(jìn)飛機(jī)研究具有重要意義。

3 先進(jìn)飛機(jī)智能制造裝備系統(tǒng)組成

3.1 智能柔性支撐系統(tǒng)的構(gòu)建

智能柔性支撐系統(tǒng)，是先進(jìn)飛機(jī)智能制造裝備系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分之一。軟件與硬件是智能柔性支撐系統(tǒng)的核心構(gòu)成部分，硬件主要包括多個(gè)模塊化單元的裝配、數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)字化測量設(shè)備等，軟件主要包括仿真軟件、優(yōu)化計(jì)算軟件、測量軟件等。智能柔性裝配工裝具體有多空式模塊化組合、定位器快換類、多點(diǎn)真空吸盤式、行列式、分布式、轉(zhuǎn)動(dòng)式等。智能柔性支撐系統(tǒng)，主要采用三坐標(biāo)數(shù)控定位系統(tǒng)對(duì)不同型號(hào)的先進(jìn)飛機(jī)進(jìn)行定位，再通過在線測量系統(tǒng)集成，完善系統(tǒng)的執(zhí)行重構(gòu)調(diào)整能力，從而滿足多種裝配配對(duì)的需求。endprint

3.2 智能自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)的構(gòu)建

智能自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)，是先進(jìn)飛機(jī)智能制造裝備系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分之一。智能自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)能夠在智能制造過程，通過鉆鉚機(jī)對(duì)產(chǎn)品的壁板、隔框等進(jìn)行處理，通過鉆鉚工藝設(shè)計(jì)、工藝過程優(yōu)化，在精確測量的基礎(chǔ)上，采用基礎(chǔ)動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃法，完成仿真、制孔、涂膠等操作，從而實(shí)現(xiàn)鉆鉚與檢測的智能化。對(duì)于智能自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)的構(gòu)建，主要是建立CATTA系統(tǒng)數(shù)據(jù)模塊，并且在CATTA軟件中構(gòu)建系統(tǒng)模型，具體包括基座、托架、工裝等。對(duì)于鉆鉚機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)的構(gòu)建，主要是利用CATTAV5DUM的運(yùn)動(dòng)模型，從而模擬鉆鉚機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)的模型。其能夠與DEMIA軟件進(jìn)行結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)鉆鉚機(jī)的再次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)鉆鉚機(jī)的加工仿真、運(yùn)動(dòng)特征分析等功能。

3.3 智能機(jī)器人系統(tǒng)的構(gòu)建

對(duì)于智能機(jī)器人系統(tǒng)的構(gòu)建，主要是對(duì)智能機(jī)器人的焊接系統(tǒng)、制孔系統(tǒng)、涂膠系統(tǒng)、噴漆系統(tǒng)等進(jìn)行構(gòu)建，從而完善智能機(jī)器人的系統(tǒng)功能。智能機(jī)器人的誤差會(huì)影響機(jī)器人自身的性能，而智能機(jī)器人的動(dòng)、靜、焊接、搬運(yùn)等都會(huì)產(chǎn)生誤差。因此，要明確機(jī)器人的工作定位位置，提升機(jī)器人姿態(tài)的精度，從而防止誤差的發(fā)生。為提高智能機(jī)器人的定位準(zhǔn)確性，需要構(gòu)建激光雷達(dá)、激光跟蹤儀等，輔助機(jī)器人進(jìn)行定位，從而提高定位的精準(zhǔn)度。為確保智能機(jī)器人系統(tǒng)的性能，需要通過在線測量技術(shù)，對(duì)智能機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行測量，從而提高機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)精準(zhǔn)度。智能機(jī)器人輔助飛機(jī)制造系統(tǒng)，主要是由末端執(zhí)行器、離線編程等構(gòu)成，其在線測量系統(tǒng)與仿真軟件的集成應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人的智能制造。離線編程系統(tǒng)是智能機(jī)器人系統(tǒng)制造的核心，其能夠?qū)C(jī)器人制孔、焊接、搬運(yùn)等進(jìn)行程序編制，從而提高智能機(jī)器人的系統(tǒng)性能，確保智能機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)論

綜上所述，本文對(duì)先進(jìn)飛機(jī)智能制造裝備集成系統(tǒng)進(jìn)行深入研究，研究結(jié)果表明，先進(jìn)飛機(jī)智能制造管理平臺(tái)設(shè)計(jì)，主要包括先進(jìn)飛機(jī)協(xié)同制造平臺(tái)設(shè)計(jì)、基于MBD的三維工藝與仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)。文章從智能柔性支撐系統(tǒng)的構(gòu)建、智能自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)的構(gòu)建、智能機(jī)器人系統(tǒng)的構(gòu)建三方面，論述了先進(jìn)飛機(jī)智能制造裝備系統(tǒng)組成，從而為我國先進(jìn)飛機(jī)研究提供參考依據(jù)。

【參考文獻(xiàn)】

【1】高鑫，龔清洪，孫超.飛機(jī)結(jié)構(gòu)件智能制造關(guān)鍵技術(shù)研究[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2017，9（08）：45-49.endprint