[01300901]大尺寸薄厚度飞机壁板装配变形控制技术及应用

本项目得到陕西省科技计划项目“三维装配工艺设计与执行技术研究”、863计划课题“大型壁板自动钻铆系统、航空基金”大型壁板自动钻铆变形机理分析与补偿策略优化”、国家商用飞机创新基金“民机薄壁件装配过程变形机理分析与变形误差控制技术”的支持。 飞机壁板长度超过10m,厚度不均匀（2mm～12mm）,同一块壁板曲率变化大、壁板曲面种类多（单曲、双曲）,在装配过程中受重力、制孔力、连接力等装配作用力,与自身尺寸误差耦合作用产生复杂的装配变形。因此,壁板装配过程多因素耦合变形机理、空间多姿态变形补偿方法、装配过程点位主动/实时补偿策略等已成为飞机壁板精准、高效装配的瓶颈问题。 项目组突破了大型壁板装配变形机理及其演变规律等5项基础技术,提出了壁板定位变形主动过约束控制方法等2项技术方法,在此基础上开发软硬件系统4套,申请/授权12项专利,发表高水平学术论文29篇,形成了相关技术标准,达到以下技术指标： （1）实现了4种以上机型的74块壁板的装配生产,覆盖壁板尺寸达3.8m×11m,X/Y向定位精度＜0.1mm,重复定位精度＜0.05mm,Z向定位精度＜0.05mm; （2）实现了壁板连接点的位置偏差＜1mm,垂直度偏差＜0.5°,提升飞机壁板的装配质量; （3）实现了壁板变形的快速、高效补偿,缩短壁板生产准备周期40%～50%,缩短壁板装配周期25%～50%,降低了飞机壁板的报废率和连接件的损耗,提高壁板装配效率、缩短飞机研制周期。 经国内外同类技术比较,在飞机壁板装配变形产生机理及传递规律、自动钻铆多姿态动态变形误差补偿、壁板装配变形控制的工艺方法和“离线+实物”混合编程方面处于国际先进水平,获得了具有自主知识产权的原创性技术成果,打破了国外同类技术垄断。 目前已成功应用于西安飞机工业（集团）有限责任公司、陕西飞机工业（集团）有限公司、沈阳飞机工业（集团）有限公司,成功支持了ARJ21等4种以上机型74块壁板的装配工作,累计节省资金3721万元,支撑我国机型的顺利研制,为我国航空产业发展提供了重要技术保障。