五軸自動制孔設備在飛機裝配中的應用

詹建國

（中航飛機股份有限公司，陜西 西安 710089）

五軸自動制孔設備的特點是，在其中配置多個軸向的設備運行系統和運行路徑，并且可以根據具體的需要，在整個設備的結構上裝配不同的制孔設施，從而根據規劃的工作標準完成所有的工作任務。在飛機的裝配過程中，制孔過程可通過五軸自動制孔設備，實現對所有數據的錄入、收集和遵循，之后才可以讓該設備可以正式使用，并在飛機的裝配過程中起到高水平的作用。

1 飛機裝配工程對制孔設備提出的要求

1.1 精準度要求

飛機裝配工程中對于各類設備的運行要求是，要能夠根據當前設定的專業工作方案和制孔位置，通過整個系統的自主化運行，在已經設定的點位上完成相關的操作，所有的操作過程，要能夠具備極高的準確度，同時準確度的標準從整體上可以表現在兩個方面：一個是在空間位置方面的精準度，另一個是在孔洞本身參數方面的精準度，對前項工作，要求制孔設備要能夠按照既定的坐標系，實現對所有信息的收集和利用，而之后才可以在規定的區域內完成制孔操作，對于后項工作，則要求根據所有孔洞的直徑、深度以及螺旋關系，對相關設施進行合適的調整，并且讓所有取得的參數本身，誤差保持在控制范圍內，之后讓所有孔洞的運行質量、運行方法與工作方法可以取得高質量成果。

1.2 制孔時間要求

飛機的裝配過程中，涉及多類設備的安裝以及整個工程時間的壓縮要求，因此，在制孔過程中，要能夠合理控制該過程的具體工作時間，才可以在規定的時間內完成所有的裝配工作任務。要求在自動制孔設備的運行階段，一方面，其本身可以根據既定的程序綜合完成所有的工作任務；另一方面，設備的自主切換和自主運行過程中，也可以根據已經建立的專業化工作標準，綜合取得所有的信息，之后把這類信息在整個系統內部自主分析和優化，從而在已經制定的坐標系內，根據構造的監管原則和監管方案，控制所有孔洞的位置，并且可以在最短的時間內完成所有的制孔工作。同時，需要注意的是，該過程中也要能夠合理控制補償時間，所謂補償時間，制孔工作中所產生的實際工作時間和設計方案之間的差值，當然，差值包括兩種，即正插值和負查值，如果是正差值，意味著實際的制孔時間要高于設計標準，此時，需要從其他的工藝內調配一定時間，應用于對制孔工程的補償。

1.3 制孔質量要求

制孔質量的要求一共有兩個：一個是對于孔洞具體建設和裝配位置參數的確定，實際上在該參數的具體選擇過程中，和上文提及的精準度要求相同，因此，在該過程中本文不再贅述。另一個則是，孔洞本身對相關材料產生的擠壓效果以及在制作過程中相關材料產生的負面影響，這類參數要能夠得到控制，只不過，在具體的處理階段，自動制孔設備實際上并不會對周邊材料區域造成極其嚴重的負面干擾，但是如果相關工藝的選擇不合理，則很容易引發孔洞本身的生產質量問題。

1.4 自動控制要求

自動控制優勢表現在兩方面：一個是對控制人員數量方面的調整，另一個則是整套控制系統可以提高工作質量，工作人員參加啟動修復工作的構造，通過對制孔技術的操作和使用方法，可以通過對這類信息的查找和利用，使得整個系統可以完全根據已經加入的控制軟件和控制指令，完成專業性的自控操作任務。此外，要求自動控制系統本身具有極高的精準度，無論是在傳統控制論下還是現代控制理論下，自動控制系統的運行穩定性、精準性和時效性這三個參數只能同時保證兩個，因此，在自動控制系統的構造過程中，要能夠根據該設備的本身操作準則、運行要求和操作方案，實現對各類運行參數的控制方法進行合適控制。

2 五軸自動制孔設備在飛機裝配中的應用方案

2.1 設備選用

在設備的使用過程中，要能夠使用當前已經開發完善和整個管理體系健全的設備，基于對當前市場內各類五軸自動制孔設備生產廠家工作水平、工作原則和工作方案的分析，本文最終選用了LOXIN公司生產的五軸自動制孔設備，該設備的應用過程中，在設備的終端可以根據實際需要配置不同的設施，另外，在當前的生產構造階段，無論是對于依托于該硬件設備的自動控制系統，還是對于其他的各類軟件，都已經處于較完善的建設狀態，因此，從最終取得的作用效果上來看，選擇該設備本身可以實現對整個系統的科學完整構造，并且從構造和使用成果上看，可以在很大程度上規避制孔精度的問題。

2.2 設備裝配

在各類設備的裝配過程中，一方面，是實現對于硬件設施的裝配；另一方面，是對于軟件設施的裝配。在本文選擇的相關設備運行過程中，其具有占地面積較小，并且能夠完整順應工業4.0系統的運行標準特征，因此，在硬件設施的配置階段，要能夠將其裝配于飛機組裝過程中所牽涉的所有狀況區域，并且在下方構造設備的移動平臺，從而讓該設備可以通過自行移動，綜合實現對當前運行地點、運行過程和運行調整方案的構造。在軟件系統的建設和配置過程中，要能夠針對自動鉆孔平臺建立專門性的控制計算機，并且根據LOXIN公司開發出的自動控制系統，在該計算機內安裝自動控制軟件，并且由專業的工作人員在其中輸入飛機裝配過程中所涉及的坐標系信息以及孔洞位置信息等，通過對這類信息的協同使用，才可以讓設備本身完全根據設計標準完成所有的自動調整任務。

2.3 設施處理

相關設施的處理過程，主要是對終端各類設施的處理，在當前的飛機裝配過程中，孔洞的制作過程，實際上，孔洞本身就已經存在不同的類型，并且使用的工藝也包括多個步驟。比如，對于多層材料的夾層結構，在制孔過程中，當前，就已經開發出了冷軋鉆孔技術，牽涉的工藝包括初步鉆孔、向外擠壓、內螺紋制作、變形區域調整等。在五軸自動制孔技術的使用中，要根據所有的處理工藝流程，實現對各類信息的加入，如對于擠壓裝置，就可以在其中加入液壓擠壓裝置，從而讓該裝置在后續的運行階段，可以根據設計工藝和設計標準，對金屬結構形成擠壓作用并控制孔洞直徑。

2.4 工具加載

專業工具的加載過程中，一方面，是對五軸自動制孔技術本身各類工具的配置，該過程中，要根據各類設備生產廠家所提出的相關標準和工作要求，實現對周邊環境的合理控制，并且對設備維修過程中所使用的專業工具進行配置，日常工作階段將這類維修工具配置在專業的庫房內，需要使用時，可以直接從庫房內取得。另一方面，是對各類專業性設備的制作，對于制孔技術中的液壓擠壓裝置、內螺紋的制作工具等，所有工具都要在專業的空間內存儲，之后，根據各類鉆孔工藝的具體工作要求和相關標準，在其中合理加入相關設備。

2.5 工程跟蹤

在工程的具體管理和跟蹤過程中，可以根據工業4.0相關技術結論和技術理念獲得所有的專業化數據，因此，要求在各類信息的具體處理階段，要能夠在整個系統內建立與之配套的自動監測系統，比如，LOXIN公司開發出的五軸自動制孔設備，在使用過程中，配置的軟件內可以通過當前系統手機各子系統的運行參數、該系統的本身運行參數和運行方法進行綜合性的考量，在取得了這類信息后，則可以把所有的信息直接反饋給自動控制系統，由自動控制系統及時分析當前是否存在系統運行過程中和制孔質量管理過程中的問題并解決。此外，從其他取得的作用效果上來看，已經構造的軟件內部要實現所有數據的自主收集，并且這類信息也要能夠提供給相關工程質量的專業管理者。

3 結語

綜上所述，在飛機裝配過程中，五軸自動制孔設備所能夠發揮的作用包括精準度提高、制孔速度提升、制孔質量的保障等，在具體使用階段，要能夠實現對相關設備的科學選擇，并且實現硬件設施和軟件設施的協同加入，此外，制定專業的管理制度和信息的收集制度，通過對這類方法的使用，才可以讓飛機裝配過程中的制孔工藝質量得以提高。