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摘 要：现如今飞机装配技术正面临着自动化和数字化的发展趋势，面对如此激烈的竞争，我们的研究人员在研制飞机自动化装配系统的时候，就一定要考虑到装配效率以及设备成本等多方面的因素，而该文主要是对飞机轻型自动化制孔系统及其关键技术进行详细的分析研究。
关键词：飞机轻型自动化 制孔 关键技术 分析
中图分类号：V262 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）02（a）-0007-02
1 輕型自动化制孔系统
现阶段我们的飞机轻型自动化装配系统主要是由3种形式构成的，基于工业机器臂的自动化制孔系统主要是利用当前市场上通用的工业机器臂作为设备的主要支撑体，这一系统也是当前自动化装配系统中比较实用的系统之一。
近几年，我国各大主机厂和高校也开始合作开展工业机器臂制孔系统的分析和研究工作，这一机器臂制孔系统的优势和弱点都是比较明显的，优势就在于运用通用机器臂开发部署都非常快，而且所需的成本也比较低，最主要的是这一系统的柔性相对比较好，能够很好地适应不同地区的工作状况。
相比较而言，这一系统的弱点也是非常明显的，最明显的一个弱点就是这一系统的刚性较差，一定要采用特殊精度的补偿机制才可以更好地用在飞机的装配上。因此对于这类系统来说，比较适用于像机翼、尾翼等翼类部件的装配上。
2 轻型自动化制孔系统关键技术分析
轻型飞机自动化装配系统是我国受关注程度较高的飞机装配系统之一，大部分的主机厂和相关的企事业单位都对其进行了开发和研究，通过研究发现，关键技术的攻克主要体现在以下几个方面。
2.1 高负载高刚性
一般来说自主移动式的自动化制孔系统对高负载高刚性的技术要求是非常高的，工业机器臂制孔系统就是由相对成熟的工业机器臂构成，因此并不是特别关注本体设计，而是将大部分的精力都放在了精度补偿技术上。此次以自主移动式自动化制孔系统为例，从本质上来说，这一系统的整体运动需求并不是特别复杂，一般都是仿生机器人结构，所以这一系统的刚性就很难得到进一步的保证，而且由于自身材质的限制，使其负载的能力也逐渐降低，精度也会随着不断的调整而出现下降。与一般的自主移动机构相比，飞机装配自主移动机构尤其特殊，其特殊性主要表现在3个方面。
首先，要在曲面上甚至在倒吊的位置上进行工作，这样的工作环境和工作模式也就决定了没有办法直接采用常见的轮式结构对飞机装配进行设计。
其次，要沿着制孔运作，所设计的机构将要承受住100 kg以上的压紧力和制孔力，而且还要保证其不能偏离法向，这样一来也就使得一些较为常见的放生式结构很难胜任这种高刚性和高承载力的工作环境。
最后，工作空间等限制因素的存在，使得自主移动机构一定要具备标准的重量，因为太重的话会影响到飞机的承载能力，而且自主移动机构一般都是吸附在飞机上的，如果太重，吸盘承受不住重量，就会出现问题，所以对于飞机系统来说，一定要针对飞机的装配需求来合理地设计高负载的运动机构，进而形成一项关键的技术。
要想真正地解决上述问题，还要对飞机的整体构造进行力学分析，因为不同飞机型号的构造也是不同的，只有通过力学分析，才能够找出合适的机构受力形式，除此之外，还要进行严格的空间自由度分析，设计一个合理的运动机构，我们的研究人员可以采用虚位移法等手段对飞机自动化制孔系统进行运动的可行性分析。
2.2 运动多轴同步运动控制技术
由于自主移动式自动化制孔系统对运动多轴同步运动控制技术的要求非常高，工业机器臂制孔系统由于串联机构对同步控制的要求是最低的，再加上工业机器臂一般都已经具备了较为成熟的控制系统，因此我们的集成商对同步控制技术并不是特别关注。
我们此次以自主移动式自动化制孔系统为例，运动控制轴多达1 000多个，而在这些运动轴的运动过程中，最难的一部分就是8条腿需要同步控制，只有这样才能够进行法向的调姿，而多轴同步控制系统是我国飞机自动化领域中最为薄弱的环节，我国在这一领域的发展始终非常缓慢。
要想解决这一关键问题，目前的途径主要有两种，一种是在短期内通过采用开放性良好的成熟国外运动控制系统，以实现功能的精度为主要的发展目标，我们的研究人员可以采用基于PC的软数控系统方案，这一方案的结构非常紧凑，而且计算的精度也非常高。
第二种解决途径就是在一个长期的时间内，科研人员通过自主研发运动控制系统来有效降低飞机运作的整体成本，进而获得最好的性能体验。
3 精密制孔末端执行器设计技术
多种形式的自动制孔系统都一定要用末端执行器，从这一点来说，飞机轻型自动化制孔系统的特点就非常明显，工业机器臂由于自身的刚性较弱，自主移动式制孔系统对整体的重量要求会更高，所以对末端执行器结构的重量优化需求非常大。
4 单项压紧无毛刺制孔技术
不管是何种形式的轻型自动化装配系统，都是飞机自动化制孔的关键手段，我们的研究人员要根据具体的产品结构，抽象化地制定出制孔部位的相关模型，这样也方便我们的研究人员更加深入地去分析压紧力对制孔部位贴合而产生的影响，有助于减少整体试验的数量，而且很多时候常用的结构也是可以取代试验的。而轻型自动化装配系统由于其良好的综合性而得到了广泛的重视，在应用上可以根据飞机型号的不同以及相关的产品特点来选用不同的系统。
5 结语
由于飞机属于高精密设备，其表现出自身的工作范围小，零部件精度高等特点，使得工业机器臂的优势逐渐在飞机制造中凸现出来，飞机大范围表面制孔以及自主移动式制孔系统的优势也非常大，在工作效率以及批量较高的情况下，柔性轨道制孔系统的优势也是非常明显的。再加上成本以及保密性等因素影响，我国对飞机自动化制孔系统进行装配和研究是必须的，这就要求我们的研究人员要对飞机零部件的关键手段进行分析和研究，只有掌握了核心的能力，才能够真正地提升我国飞机装配的自动化水平。
参考文献
[1] 邱雪松，邓宗全，胡明.月球探测车可展开式悬架的设计分析[C]//中国宇航学会深空探测技术专业委员会第二届学术会议论文集.2005.
[2] 叶培建，张熇，饶炜.积极应对深空探测的技术挑战[C]//中国宇航学会深空探测技术专业委员会第二届学术会议论文集.2005.
[3] 赵忠明，黄铁青，龚建华，等.遥感技术在应急系统中的应用[C]//第十二届中国体视学与图像分析学术会议论文集.2008.
[4] 贾阳，陈建新，张熇.月面巡视探测器概念性设想及关键技术分析[C]//中国宇航学会深空探测技术专业委员会第一届学术会议论文集.2005.
[5] 邹涛，张圣元.智能化航空检测设备关键技术的应用研究[C]//航空装备保障技术及发展——航空装备保障技术专题研讨会论文集.2006.
[6] 刘大响，金捷，彭友梅，等.大型飞机发动机的发展现状和关键技术分析[C]//大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集.2007.
[7] 王和平，林宇.大型民机关键技术确认研究[C]//大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集.2007.
[8] 廖达雄，陈吉明，陈振华.大型连续式跨超声速风洞关键技术[C]//大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集.2007.
关键词：飞机轻型自动化 制孔 关键技术 分析
中图分类号：V262 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）02（a）-0007-02
1 輕型自动化制孔系统
现阶段我们的飞机轻型自动化装配系统主要是由3种形式构成的，基于工业机器臂的自动化制孔系统主要是利用当前市场上通用的工业机器臂作为设备的主要支撑体，这一系统也是当前自动化装配系统中比较实用的系统之一。
近几年，我国各大主机厂和高校也开始合作开展工业机器臂制孔系统的分析和研究工作，这一机器臂制孔系统的优势和弱点都是比较明显的，优势就在于运用通用机器臂开发部署都非常快，而且所需的成本也比较低，最主要的是这一系统的柔性相对比较好，能够很好地适应不同地区的工作状况。
相比较而言，这一系统的弱点也是非常明显的，最明显的一个弱点就是这一系统的刚性较差，一定要采用特殊精度的补偿机制才可以更好地用在飞机的装配上。因此对于这类系统来说，比较适用于像机翼、尾翼等翼类部件的装配上。
2 轻型自动化制孔系统关键技术分析
轻型飞机自动化装配系统是我国受关注程度较高的飞机装配系统之一，大部分的主机厂和相关的企事业单位都对其进行了开发和研究，通过研究发现，关键技术的攻克主要体现在以下几个方面。
2.1 高负载高刚性
一般来说自主移动式的自动化制孔系统对高负载高刚性的技术要求是非常高的，工业机器臂制孔系统就是由相对成熟的工业机器臂构成，因此并不是特别关注本体设计，而是将大部分的精力都放在了精度补偿技术上。此次以自主移动式自动化制孔系统为例，从本质上来说，这一系统的整体运动需求并不是特别复杂，一般都是仿生机器人结构，所以这一系统的刚性就很难得到进一步的保证，而且由于自身材质的限制，使其负载的能力也逐渐降低，精度也会随着不断的调整而出现下降。与一般的自主移动机构相比，飞机装配自主移动机构尤其特殊，其特殊性主要表现在3个方面。
首先，要在曲面上甚至在倒吊的位置上进行工作，这样的工作环境和工作模式也就决定了没有办法直接采用常见的轮式结构对飞机装配进行设计。
其次，要沿着制孔运作，所设计的机构将要承受住100 kg以上的压紧力和制孔力，而且还要保证其不能偏离法向，这样一来也就使得一些较为常见的放生式结构很难胜任这种高刚性和高承载力的工作环境。
最后，工作空间等限制因素的存在，使得自主移动机构一定要具备标准的重量，因为太重的话会影响到飞机的承载能力，而且自主移动机构一般都是吸附在飞机上的，如果太重，吸盘承受不住重量，就会出现问题，所以对于飞机系统来说，一定要针对飞机的装配需求来合理地设计高负载的运动机构，进而形成一项关键的技术。
要想真正地解决上述问题，还要对飞机的整体构造进行力学分析，因为不同飞机型号的构造也是不同的，只有通过力学分析，才能够找出合适的机构受力形式，除此之外，还要进行严格的空间自由度分析，设计一个合理的运动机构，我们的研究人员可以采用虚位移法等手段对飞机自动化制孔系统进行运动的可行性分析。
2.2 运动多轴同步运动控制技术
由于自主移动式自动化制孔系统对运动多轴同步运动控制技术的要求非常高，工业机器臂制孔系统由于串联机构对同步控制的要求是最低的，再加上工业机器臂一般都已经具备了较为成熟的控制系统，因此我们的集成商对同步控制技术并不是特别关注。
我们此次以自主移动式自动化制孔系统为例，运动控制轴多达1 000多个，而在这些运动轴的运动过程中，最难的一部分就是8条腿需要同步控制，只有这样才能够进行法向的调姿，而多轴同步控制系统是我国飞机自动化领域中最为薄弱的环节，我国在这一领域的发展始终非常缓慢。
要想解决这一关键问题，目前的途径主要有两种，一种是在短期内通过采用开放性良好的成熟国外运动控制系统，以实现功能的精度为主要的发展目标，我们的研究人员可以采用基于PC的软数控系统方案，这一方案的结构非常紧凑，而且计算的精度也非常高。
第二种解决途径就是在一个长期的时间内，科研人员通过自主研发运动控制系统来有效降低飞机运作的整体成本，进而获得最好的性能体验。
3 精密制孔末端执行器设计技术
多种形式的自动制孔系统都一定要用末端执行器，从这一点来说，飞机轻型自动化制孔系统的特点就非常明显，工业机器臂由于自身的刚性较弱，自主移动式制孔系统对整体的重量要求会更高，所以对末端执行器结构的重量优化需求非常大。
4 单项压紧无毛刺制孔技术
不管是何种形式的轻型自动化装配系统，都是飞机自动化制孔的关键手段，我们的研究人员要根据具体的产品结构，抽象化地制定出制孔部位的相关模型，这样也方便我们的研究人员更加深入地去分析压紧力对制孔部位贴合而产生的影响，有助于减少整体试验的数量，而且很多时候常用的结构也是可以取代试验的。而轻型自动化装配系统由于其良好的综合性而得到了广泛的重视，在应用上可以根据飞机型号的不同以及相关的产品特点来选用不同的系统。
5 结语
由于飞机属于高精密设备，其表现出自身的工作范围小，零部件精度高等特点，使得工业机器臂的优势逐渐在飞机制造中凸现出来，飞机大范围表面制孔以及自主移动式制孔系统的优势也非常大，在工作效率以及批量较高的情况下，柔性轨道制孔系统的优势也是非常明显的。再加上成本以及保密性等因素影响，我国对飞机自动化制孔系统进行装配和研究是必须的，这就要求我们的研究人员要对飞机零部件的关键手段进行分析和研究，只有掌握了核心的能力，才能够真正地提升我国飞机装配的自动化水平。
参考文献
[1] 邱雪松，邓宗全，胡明.月球探测车可展开式悬架的设计分析[C]//中国宇航学会深空探测技术专业委员会第二届学术会议论文集.2005.
[2] 叶培建，张熇，饶炜.积极应对深空探测的技术挑战[C]//中国宇航学会深空探测技术专业委员会第二届学术会议论文集.2005.
[3] 赵忠明，黄铁青，龚建华，等.遥感技术在应急系统中的应用[C]//第十二届中国体视学与图像分析学术会议论文集.2008.
[4] 贾阳，陈建新，张熇.月面巡视探测器概念性设想及关键技术分析[C]//中国宇航学会深空探测技术专业委员会第一届学术会议论文集.2005.
[5] 邹涛，张圣元.智能化航空检测设备关键技术的应用研究[C]//航空装备保障技术及发展——航空装备保障技术专题研讨会论文集.2006.
[6] 刘大响，金捷，彭友梅，等.大型飞机发动机的发展现状和关键技术分析[C]//大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集.2007.
[7] 王和平，林宇.大型民机关键技术确认研究[C]//大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集.2007.
[8] 廖达雄，陈吉明，陈振华.大型连续式跨超声速风洞关键技术[C]//大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集.2007.