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中航西飞“十三五”开展数字化装配工作纪实:打造最完美“机翼”

2021-03-02 15:35:20 中国航空报 ​刘博锋

机翼是飞机的重要部件之一 ,安装在机身上,是产生升力的主要部件,也可以在机翼内布置油箱,在飞行中可以收藏起落架,可谓是飞机制造的“核心”之一。“十三五”之前,中航西飞以自动钻铆为基础的机翼数字化装配技术有了长足的发展,初步形成了一套数字化装配方法,而“十三五”的关键五年,蓄力出发点,攻克关键点,聚力突破点,凝炼创新点,数字化装配团队成果辈出,让机翼制造有了“智能引擎”。

蓄力出发点

“十三五”期间,随着中航西飞型号研制的长足发展,对自动钻铆技术能力提出了新的要求。面对艰巨的生产任务,公司制定了以技术创新为手段,提质增效为目标的策略,以应对批产提速带来的质量和交付风险。

机翼装配厂数字化装配团队,这是一支有着18名技术人员、35名操作人员,平均年龄不到30岁的年轻队伍,他们年轻、富有朝气,创新是他们日常工作开展中的“家常菜、必备菜”。

团队成立于“十三五”开端之年,承担着公司大型数字化装备的研究与应用。五年里,他们不畏艰难,敢于挑战,深耕数字化装配技术,积极开展大飞机翼盒数字化装配系统应用、机器人柔性自动化加工技术研究,拓展自动钻铆应用范围,形成了一系列创新成果,为机翼制造装上“智能引擎”。

作为团队骨干成员,机翼装配厂工艺组组长霍永兴带领团队成员翻阅资料、大胆创新,先后提出程序自主校对软件等程序模拟验证组合方案,实现了碰撞零风险;创新性钻铆工装柔性化设计,使新产品应用所需钻铆托板数量减少50%以上;不断探索配件自主设计和设备自主改造,实现了设备配件的自主维护改进,在ARJ21项目批生产中,保障了近60架机240块壁板的零拒收交付;通过自主推进的设备软硬件改造提升了设备的铆接能力,实现了自动钻铆技术在C919、ARJ21等多个型号上的高质量拓展应用,成功探索出了一条机翼机身壁板柔性自动钻铆生产线,达到了国内领先、国际一流的水平。

攻克关键点

某型机翼翼盒数字化装配系统,是国内自主研制的第一套具有国际一流水平的翼盒数字化装配系统,也是国内飞机数字化装配领域集自动化和数字化程度最高、定位系统外形尺寸最大、系统集成度最复杂的装配系统。

为攻克技术难道,机翼装配厂组建了以副厂长罗群为负责人,刘博锋、樊虎等为技术骨干的应用研究团队,开展系列攻关研究。他们相继完成了预连接孔与基准孔“合二为一”等技术创新,实现了大尺寸翼盒数字化装配精确测量技术等数字化装配关键技术突破,保障了翼盒数字化装配系统的顺利投产应用。2018年,该系统完成等比例简化试验件及耐久性试验件加工,充分验证了系统设备的稳定性、加工可行性、工装适用性等各项性能参数。

聚力突破点

C919飞机机翼数字化装配生产线设计采用了国际一流的飞机装配理念,与传统装配生产线相比,应用了大量新工艺、新方法、新设备。2019年初,C919机翼数字化生产线外翼翼盒自动制孔设备首次应用,按照供应商提供的自动制孔方案,出现了找正故障、换刀频繁等问题,影响了翼盒生产和交付进度。

面对首次应用出现的问题,数字化装配团队决定自己重新规划制孔流程、改进工艺方法、自编制孔程序。工艺员李城通过全面优化工艺流程,彻底解决了压力脚与临时紧固钉碰撞的问题;通过技术改进,优化了全自动制孔工艺流程。

2017年,数字化装配团队提出“拓展C919的自动制孔设备来加工MA700的活动翼面”的设想。经过深入的讨论和分析,梳理了关键技术突破点,主管工艺员薛宏便开始了拓展研究。设备拓展的第一步是实现编程软件的兼容,面对这个棘手的技术难题以及不断出现的问题,团队并没有气馁,薛宏查阅各种资料,找同事、同学,甚至上论坛咨询,一遍遍的试验改进方案。经历了大半年的攻关,2018年MA700活动翼面的程序在设备上运行了起来。看到机械臂按照自己规划的轨迹顺利运行,薛宏激动得眼泪一直在眼眶打转,半年多的时间里,数不清多少次的失败,终于,他做到了!

在初步拓展成功后,团队将此立为科研项目,从做试验件编程、加工、验证、优化到最后产品上架,并开展了大量的试验和数据分析,形成了基于MBD的工艺数据快速提取等一系列的拓展技术成果,并建立了公司第一套较为完整的复合材料自动制孔工艺参数库。

凝炼创新点

2017年开始,数字化团队着手开展数字化装配应用标准化工作,通过标准化的流程、方法、操作以及评价标准,让工艺设计、设备操作规范化、标准化。团队针对自动钻铆类、自动制孔类、部件对接类从加工应用、工艺设计、离线编程、工艺参数、维护保养五大方面,对十几年来的数字化装配经验教训和创新点进行了全面系统性地梳理和总结,形成了6项标准化手册,19项数字化装配生产过程控制(PCD)文件、标准化维护、点检手册,11套程序防差错方案等一系列标准化文件,并应用于生产实践,极大提高了人员综合素质、设备稳定性以及产品的高质量,也为后续新设备的引进及人才持续培养打下了坚实的基础。

“十四五”已悄然而至,在智能制造的大环境下,5G、物联网、大数据、云平台、智能终端等先进技术不断更新换代,在各制造领域带来巨大的社会、经济效益。面对智能技术的飞速发展,中航西飞数字化装配团队将紧随时代步伐,对标“十四五”规划,继续深耕数字化装配核心技术,研究先进制造技术,向着飞机装配智能化装配迈进。

责任编辑:实习编辑