淺析大飛機(jī)全機(jī)線纜自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)

摘 要：文章介紹了線纜檢測(cè)的工作原理，介紹了目前國(guó)內(nèi)外各機(jī)型線纜檢測(cè)的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，結(jié)合大飛機(jī)的特點(diǎn)，從設(shè)計(jì)要求、工藝性和工作效率方面進(jìn)行分析研究，提出新的適用于大飛機(jī)的全機(jī)線纜自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：大飛機(jī)；線纜檢測(cè)；自動(dòng)化；LRU

1 概述

在國(guó)外，隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和集成檢測(cè)技術(shù)的飛速發(fā)展，將飛機(jī)制造數(shù)字化裝配、自動(dòng)化檢測(cè)推向了一個(gè)新的高度。空客、波音、洛克希德·馬丁等領(lǐng)先的航空制造企業(yè)，在全機(jī)線纜檢測(cè)方面已經(jīng)沒(méi)有采用人工方式完成的方法。高效、快捷、更為可靠的全機(jī)線纜自動(dòng)化集成檢測(cè)技術(shù)被廣泛采用。軍用飛機(jī)方面歐洲的A400M、美國(guó)的F-22、F-35飛機(jī)，民機(jī)方面波音的787飛機(jī)、空客的A-350、A-380等飛機(jī)在總裝配檢測(cè)站位都采用自動(dòng)化手段完成全機(jī)機(jī)線纜的導(dǎo)通、絕緣檢查。

在國(guó)內(nèi)，線纜集成檢測(cè)技術(shù)在ARJ21等型號(hào)上陸續(xù)開(kāi)始使用，因這些機(jī)型都屬于中、小型飛機(jī)，測(cè)試點(diǎn)數(shù)相對(duì)較少，采用的整機(jī)線纜檢測(cè)是基于全部使用工藝轉(zhuǎn)接電纜的方法，工作量和工作效率相對(duì)能夠接受。

國(guó)內(nèi)正在開(kāi)展的大飛機(jī)研制因?yàn)闄z測(cè)點(diǎn)數(shù)多、分散等特點(diǎn)，如果采用傳統(tǒng)的主要基于轉(zhuǎn)接電纜的線纜集成檢測(cè)方法，工作效率低下。通過(guò)對(duì)大飛機(jī)全機(jī)線纜自動(dòng)化集成檢測(cè)技術(shù)的研究，在總裝配檢測(cè)環(huán)節(jié)上實(shí)現(xiàn)適用于大飛機(jī)特點(diǎn)的數(shù)字化、自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)，能夠極大地縮短飛機(jī)的總裝配周期并提升產(chǎn)品質(zhì)量。

2 線纜檢測(cè)的工作原理

兩線測(cè)試法原理：兩線測(cè)試法是將電壓表接到測(cè)試產(chǎn)品的兩端，同時(shí)測(cè)試通過(guò)電壓表的電流大小，通過(guò)歐姆定律計(jì)算出測(cè)試產(chǎn)品的電阻值。在使用三用表進(jìn)行電纜導(dǎo)通時(shí)，即采用此原理，將三用表置于歐姆檔，通過(guò)導(dǎo)通線直接測(cè)電纜的電阻值。目前國(guó)內(nèi)幾種機(jī)型采用的線纜集成檢測(cè)技術(shù)均使用二線法進(jìn)行測(cè)試。

四線測(cè)試法原理：四線測(cè)試法是將電流表和電壓表分別接到測(cè)試產(chǎn)品的兩端，這樣得出來(lái)的電壓值及電流值更接近產(chǎn)品本身的相對(duì)應(yīng)的值，然后用測(cè)出的電壓值與系統(tǒng)提供的電壓進(jìn)行比較從而得出產(chǎn)品的電阻值，相對(duì)于兩線測(cè)試法來(lái)說(shuō)，它的測(cè)試精度更高，測(cè)試結(jié)果更可靠。

線纜集成檢測(cè)的工作原理：從接線圖、電纜制造圖中梳理出線纜檢測(cè)的針腳關(guān)系（導(dǎo)通表）并輸入系統(tǒng)檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)。使用工藝設(shè)備（工藝LRU、工藝轉(zhuǎn)接電纜、電纜插頭轉(zhuǎn)接器）將全機(jī)線纜與檢測(cè)設(shè)備連接起來(lái)，通過(guò)程序自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)線纜導(dǎo)通、絕緣檢查、耐壓檢查、總線檢查并對(duì)故障智能定位。

3 目前國(guó)內(nèi)各機(jī)型線纜集成檢測(cè)的方法及問(wèn)題

在國(guó)內(nèi)和國(guó)外的中、小型飛機(jī)上，全機(jī)線纜測(cè)試點(diǎn)數(shù)相對(duì)較少（2萬(wàn)點(diǎn)以?xún)?nèi)），采用的全機(jī)線纜檢測(cè)是基于全部使用工藝轉(zhuǎn)接電纜的方法，工作量和工作效率相對(duì)能夠接受。

例如，歐洲臺(tái)風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)的全機(jī)線纜集成檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)布置大量的工藝轉(zhuǎn)接電纜（該型機(jī)的測(cè)試點(diǎn)數(shù)不超過(guò)10000點(diǎn)）。但對(duì)于大飛機(jī)來(lái)說(shuō)，如果測(cè)試點(diǎn)數(shù)是臺(tái)風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)的三倍，測(cè)試方案仍然采用傳統(tǒng)的全部為工藝轉(zhuǎn)接電纜連接各測(cè)試點(diǎn)的方案是不可取的，轉(zhuǎn)接電纜的存取管理和設(shè)計(jì)制造成本以及準(zhǔn)備階段的工作量都非常巨大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，3萬(wàn)點(diǎn)的轉(zhuǎn)接電纜（拿取、上機(jī)、連接）至少需要三天時(shí)間，工作量和工作效率均無(wú)法接受。

我國(guó)正在研制的大飛機(jī)（如C919飛機(jī)）線纜檢測(cè)工作的特點(diǎn)可概括如下：

（1）全機(jī)檢測(cè)點(diǎn)數(shù)多，檢測(cè)周期長(zhǎng)：采用自動(dòng)化檢測(cè)可以對(duì)全機(jī)線纜的導(dǎo)通、斷路、短路、串接進(jìn)行集成檢測(cè)，判斷線纜網(wǎng)絡(luò)連接的正確性和全機(jī)線纜故障，如短路、斷路、錯(cuò)接、漏接、多接、不正確等信息，可以加快檢測(cè)速度，提高檢測(cè)可靠性，避免人為差錯(cuò)。

（2）整機(jī)檢測(cè)點(diǎn)分布極為廣且分散，檢測(cè)難度大：全機(jī)檢測(cè)點(diǎn)數(shù)分布范圍遍布整個(gè)機(jī)身段和機(jī)翼，尾翼部位、發(fā)動(dòng)機(jī)短艙也有覆蓋。檢測(cè)過(guò)程中距離較遠(yuǎn)，易造成檢測(cè)錯(cuò)位，全部采用轉(zhuǎn)接電纜連接測(cè)試點(diǎn)的方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

（3）電子設(shè)備集中放置、可實(shí)現(xiàn)LRU檢測(cè)模塊代替轉(zhuǎn)接電纜完成線纜檢測(cè)：如果全部采用轉(zhuǎn)接電纜造成會(huì)局部檢測(cè)電纜數(shù)量非常大，極易造成電纜連接錯(cuò)誤和電纜的損壞，同時(shí)給工藝轉(zhuǎn)接電纜安裝、分解造成困難。

4 大飛機(jī)全機(jī)線纜自動(dòng)化集成檢測(cè)技術(shù)的思路和核心技術(shù)

為了解決大飛機(jī)點(diǎn)數(shù)多、分布廣、工作量大、檢測(cè)難度大的問(wèn)題，與國(guó)內(nèi)普遍采用的全部基于工藝轉(zhuǎn)接電纜的線纜集成檢測(cè)方法不同，大飛機(jī)全機(jī)線纜自動(dòng)化集成檢測(cè)技術(shù)的設(shè)計(jì)思路是：通過(guò)工藝LRU轉(zhuǎn)接，實(shí)現(xiàn)LRU線纜集成檢測(cè)，最大程度做到工藝轉(zhuǎn)接電纜的通用性，大大減少工藝轉(zhuǎn)接電纜的數(shù)量和體積。通過(guò)電纜插頭轉(zhuǎn)接器的大量使用，大大減少工藝轉(zhuǎn)接電纜的數(shù)量，提高工作效率和質(zhì)量。

核心技術(shù)有如下幾點(diǎn)：

4.1 在設(shè)備集中放置的區(qū)域采用工藝LRU進(jìn)行轉(zhuǎn)接進(jìn)行測(cè)試

現(xiàn)在航空機(jī)載電子成品大多采用標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱（如ATR系列），使用與機(jī)載成品外形及接口相同的檢測(cè)LRU單元安裝在原有成品的位置，一端與機(jī)上真實(shí)電纜完成對(duì)接，一端與工藝轉(zhuǎn)接電纜對(duì)接（可以實(shí)現(xiàn)工藝轉(zhuǎn)接電纜標(biāo)準(zhǔn)化），完成線纜的導(dǎo)通和絕緣檢查，從而實(shí)現(xiàn)工藝轉(zhuǎn)接電纜的標(biāo)準(zhǔn)化和盲插功能并增加了檢測(cè)設(shè)備的使用壽命。

4.2 在末端成品插頭處采用工藝插頭轉(zhuǎn)接器

工藝插頭轉(zhuǎn)接器采用二極管、電阻為核心原件將相鄰、相近的線束連通，在進(jìn)行電纜自動(dòng)化測(cè)試時(shí)，通過(guò)正反兩次導(dǎo)通即可驗(yàn)證連通的兩段線路的通斷性能。

對(duì)于飛機(jī)分散在末端的成品，如作動(dòng)器、傳感器、天線、活門(mén)等，可采用工藝插頭轉(zhuǎn)接器與相關(guān)電纜插頭連接，達(dá)到大量節(jié)省工藝轉(zhuǎn)接電纜、減輕工作強(qiáng)度、加快檢測(cè)效率的目的。

4.3 采用分布式測(cè)試架構(gòu)

對(duì)于某型機(jī)全機(jī)線纜測(cè)試點(diǎn)數(shù)多、分散的情況，將全機(jī)按部件、段位劃分為八組測(cè)試單元，采用分布式測(cè)試架構(gòu)。分別在駕駛艙左、駕駛艙右、貨艙前、貨艙后、左機(jī)翼下、右機(jī)翼下左右主起設(shè)備艙、尾翼下布置測(cè)試終端，就近與機(jī)上電纜對(duì)接。

4.4 工藝轉(zhuǎn)接電纜的智能管理

對(duì)于工藝轉(zhuǎn)接電纜的存放、拿取工作要采用智能化管理的方法（RFID）。每一束工藝轉(zhuǎn)接電纜中均有唯一的身份識(shí)別芯片（電纜ID），通過(guò)電纜ID查找轉(zhuǎn)接電纜存儲(chǔ)位置，智能存取柜上的LED指示目標(biāo)電纜存儲(chǔ)位置，通過(guò)測(cè)試程序自動(dòng)檢索指示電纜存儲(chǔ)位置。在與飛機(jī)上的工藝LRU對(duì)接時(shí)，同等規(guī)格的電纜可以實(shí)現(xiàn)盲插拔（可互換），通過(guò)電纜ID自動(dòng)識(shí)別連接的工藝LRU，大大提高檢測(cè)準(zhǔn)備階段的效率和工作質(zhì)量。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)大飛機(jī)全機(jī)線纜自動(dòng)化集成檢測(cè)技術(shù)的研究，從系統(tǒng)原理分析、國(guó)內(nèi)外機(jī)型檢測(cè)方法的現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題、大飛機(jī)線纜檢測(cè)工作的特點(diǎn)、技術(shù)的核心四個(gè)方面進(jìn)行分析并提出新的適用于大飛機(jī)的全機(jī)線纜自動(dòng)化集成檢測(cè)技術(shù)。對(duì)于加快我國(guó)大飛機(jī)生產(chǎn)效率、提高檢測(cè)質(zhì)量有深遠(yuǎn)的意義。

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