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自动钻铆系统

/automatic drilling and riveting system/
条目作者毕运波

毕运波

最后更新 2022-12-23
浏览 114
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使用自动钻铆技术的专用设备。

英文名称
automatic drilling and riveting system
所属学科
机械工程

飞机装配中的自动钻铆技术指在装配过程中自动完成装配件的定位、夹紧、钻孔/锪窝、涂胶、送钉、铆接/安装等工作的过程。采用自动钻铆技术的目的,首先是为了保证联接的质量,提高机体的疲劳寿命;其次,大批量生产中可以提高生产效率。

美国是最早发展自动钻铆技术的国家,早在20世纪50年代初就已在飞机铆接装配生产线上应用了自动钻铆机。最早的自动钻铆系统制造商是GEMCOR(通用电器机械公司),各航空工业发达国家的自动钻铆技术基本上都是从美国引进,再进行国产化。如苏联在70年代从美国引进G300型和G666型自动钻铆机,并在此基础上研发出多个国产型号;法国引进各型号自动钻铆系统并展开研发,曾在国际市场与美国公司竞争;德国引进先进技术后积极研发,故德国的自动钻铆技术虽然起步晚,但已属先进。经过50多年的发展,自动钻铆技术经历了手动、半自动化、全自动化等阶段,在其发展过程中,不断吸收其他技术,如自动控制、传感器、计算机技术和远程通信等,自动钻铆技术已初步形成了自动化装配系统,现在世界各航空工业发达国家都已广泛采用这项技术。

飞机自动钻铆系统主要有3种典型形式,分别是基于全自动托架的自动钻铆系统、龙门式自动钻铆系统和内外双机器人筒段钻铆系统。

基于全自动托架的自动钻铆系统,包括C框和D框两种形式,一般由基于全自动托架的五坐标定位系统和自动钻铆机组成。基于全自动托架的自动钻铆系统主要供应商有美国的捷姆科公司(C型自动钻铆系统)、德国的宝捷公司(C型和D型自动钻铆系统)等。国外已经形成了比较成熟的产品,大量应用于波音、空客等飞机制造。

包括龙门式五坐标定位系统、末端执行器和柔性工装。根据工件摆放位置(也决定末端执行器的位置)可以分为卧式和立式两种。龙门式自动钻铆系统主要系统供应商有美国EI公司的龙门立式自动钻铆系统、德国宝捷公司龙门卧式自动钻铆系统(MPAC)、德国宝捷公司机身环铆系统等。

包括两套平行的刚性支撑轨道,一套在产品蒙皮外侧、一套伸入到产品内部。上面各布置一套钻铆机器人(可以实现螺接功能)。每套轨道系统和钻铆机器人一起均能实现X、Y、Z、A(绕X轴旋转)、B(绕Y轴旋转)五坐标定位,从而配合实现制孔联接功能。内外双机器人筒段钻铆系统主要供应商有美国EI公司、意大利B&C公司等。该系统较为复杂,市场需求相对不够旺盛,因此应用相对较少。中国暂未见相应系统的研发。

自动钻铆系统的核心技术主要包括变形分析与误差补偿技术、自动钻铆系统工艺模拟、大尺寸高精度控制与保证技术、柔性工装技术、自动钻铆工艺及装备等。

随着中国航空工业研制的新机种的性能、水平不断提高,在铆接装配中发展自动钻铆技术已经势在必行。2003年,中航商用飞机有限公司ARJ21飞机机翼壁板采用了国际先进的自动铆接工作,实现壁板稳定的、高质量的联接。大型机翼壁板全自动钻铆系统的研制是中国新型飞机研制的重中之重,也是中国一航重点突破的关键技术之一,同时也是赶超国际先进航空制造技术的一次挑战。

  • 许国康.自动钻铆技术及其在数字化装配中的应用.航空制造技术,2005(6):45-49.
  • 王珉,陈文亮,郝鹏飞,等.飞机数字化自动钻铆系统及其关键技术.航空制造技术,2013(Z1):80-83.
  • 王黎明,冯潼能.数字化自动钻铆技术在飞机制造中的应用.航空制造技术,2008(11):42-45.

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