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2014年 第57卷 21期
刊出日期：2014-11-01
封面文章
专稿
人物
新视点
产品聚焦
封面文章
26
工业4.0变革中的民用飞机研制模式探索*
郑朔昉，赵亮
工业4.0最早由德国提出，旨在借助物联网等新兴技术手段，在信息物理融合的基础上，打造由智能化的机械、存储系统和生产手段构成改为应用于智能工厂的“网络物理融合系统”（Cyber-Physical Systems，CPS）,成为新一代工业生产技术的供应商和主导核心力量，进一步提高全球竞争力。
2014 Vol. 57 (21): 26-29 [
摘要
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人物
30
飞控系统设计专家杨朝旭
金卯
中航工业首席技术专家。他长期从事飞行控制、飞行力学和飞行仿真等方面技术研究工作，先后担任歼-10系列飞机、枭龙飞机等飞控系统总设计师，历经多个型号工程研制并取得大量技术成果和多项重大技术创新，为发展我国航空核心技术、实现传统机械操纵向电传飞控系统的跨越作出了重要贡献，先
2014 Vol. 57 (21): 30-31 [
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专稿
32
飞机数字化柔性精准装配技术研究及应用
赵建国，郭洪杰，王丽秀，王韬，陈海峰，李云飞，董宇
飞机部件数字化装配系统非常复杂，它集成了飞机装配工艺学、飞机制造技术、数字化测量与控制技术、三维CAD系统仿真和机械结构力学等，涉及专业学科较多。本文通过对数字化柔性工装执行系统、大尺度光学数字化测量检验系统、控制系统和数字化自动柔性装配工艺的研究，构建了符合国内产品特点和生产组织管理方式的柔性数字化装配系统。在控制系统的统一协调下，对现场数据进行实时采集、分析，驱动数控执行系统调整飞机姿态，实现整个装配过程的全数字量协调，最终提高飞机装配质量和效率。
2014 Vol. 57 (21): 32-35 [
摘要
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对话
36
卓越仿真 驱动创新——本刊总编辑刘柱对话Altair亚太区高级副总裁Nelson Dias先生
依然
Altair是世界领先的工程技术开发者，自1985年以来一直致力于为企业决策者和技术执行者开发用于仿真分析、优化、信息可视化、流程自动化和云计算的高端技术。Altair凭借其在创新产品的设计与研发、先进的工程软件和网络计算技术上的丰富经验，为分布在全球70多个国家和地区的7000多家客户，包括汽车、航空航天、政府军工、消费品等诸多行业提供着高附加值的服务和解决方案。近日，本刊记者就Altair在航空航天领域的发展业绩以及未来发展策略对Altair亚太区高级副总裁Nelson Dias先生进行了专访。
2014 Vol. 57 (21): 36-37 [
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新视点
38
大飞机研发趋势带来的PLM挑战与应对
徐爱国
商业飞机研制的趋势推动数字化PLM研发平台的战略发展，同时，PLM平台的变革又反过来促进飞机研发模式的变革。只有紧紧把握数字化新技术在研制业务中的源动力，围绕业务趋势变化和挑战开展针对性的数字化研发平台建设，才能更好地实现数字化新技术的最大化价值。
2014 Vol. 57 (21): 38-41 [
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综述
44
飞机智能化装配关键技术
郭洪杰，杜宝瑞，赵建国，张辉
诠释了智能制造的概念内涵和基本特征，对德国工业4.0和CPS（Cyber-Physical Systems）技术进行了研究，分析了我国航空制造业发展智能化装配存在的主要差距，重点论述了我国飞机智能化装配发展的主要思路和关键技术。对我国航空技术智能化发展具有一定指导意义。
2014 Vol. 57 (21): 44-46 [
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47
信息物理融合系统及其在航空制造业应用展望
侯志霞，邹方，吕瑞强，王湘念
信息物理融合系统（Cyber-Physical System，CPS）是当前国内外研究的热点，是实施智能化制造的核心技术。阐述了CPS的定义、原理和特点，并就CPS在航空制造业的应用前景和发展路线进行了分析。
2014 Vol. 57 (21): 47-49 [
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135
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50
基于理想与实物模型的航空发动机优化装配技术研究与探讨
魏建江，杜宝玉，王伟，侯东旭，刘丛辉
发动机装配是发动机制造的最终阶段。提升产品装配工艺技术，改进产品装配规划，是提升产品质量、生产效率、降低成本的关键环节。利用数字化技术，通过对航空发动机理论三维模型虚拟装配技术研究，并与实体装配技术相结合，研究了实体装配优化技术，以达到对航空发动机装配工艺优化和实体装配优化的目的。
2014 Vol. 57 (21): 50-53 [
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54
未来飞机装配工厂的典型场景
刘亚威，任晓华
随着数字化技术、机器人技术、工装技术和测量技术的飞速发展，我们已经可以窥见未来飞机装配工厂的一些雏形。未来飞机装配工厂中应该能够看到这样一组场景：机器人总动员、全民公转、乐高大电影、脉动时空、激光大世界、无人之境。到那时，飞机装配工厂本身就可以称为一座航空主题乐园，向人们展示航空科技的无限魅力。
2014 Vol. 57 (21): 54-56 [
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数字化柔性装配工艺设计
57
船舶数字化装配工艺设计与仿真技术研究
单小芬，朱明华，李吉，张红伟
船舶数字化装配工艺设计与仿真是对船舶设计模式的创新，探索并研究了船舶三维模型数据转换、结构化工艺设计和装配工艺仿真等技术，打通了基于三维模型的船舶设计、仿真、建造等多个环节的集成链路。应用测试表明，船舶数字化装配工艺设计与仿真能够有效提高船舶建造质量和效率。
2014 Vol. 57 (21): 57-59 [
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60
激光驱动器数字化装配仿真验证关键技术研究
罗欢，熊召，范乃吉，刘长春，周海，曹庭分，叶海仙
激光驱动器具有规模大，零件多，洁净、精度要求高，部分装配空间狭小的特征，因此其数字化装配仿真验证所面临的难点与关键点也不一样。以靶场变形镜安装工艺仿真验证为例，详细介绍了基于Delmia软件平台激光驱动器数字化装配仿真验证的3大关键技术——顺序装配仿真建模技术、增强仿真建模技术、不同工位仿真验证的快速扩展技术，实现了对工艺、工装详细的仿真验证，丰富了工艺仿真验证的内涵，并以此为基础，针对驱动器的特点，实现了不同工位仿真验证的快速扩展。
2014 Vol. 57 (21): 60-62 [
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63
面向装配的飞机数字化设计技术
王姮，侯志霞，李光丽，吴旭辉，王永超
本文描述了面向装配的飞机数字化设计理念，为了将装配需求引入到飞机数字化设计中，从不同角度介绍了飞机数字化设计的主要研究内容；并基于MBD技术，分析了装配协调与自动化装配等数字化设计关键技术。对飞机数字化设计具有一定的参考价值。
2014 Vol. 57 (21): 63-65 [
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66
航空发动机装配数字化技术应用研究
张招建，曹斐，马江林
通过对航空发动机装配数字化的应用背景、流程优化、关键技术、数据集成、知识重用等方面进行了深入的研究与探索，系统地提出了装配数字化的一套合理的解决方案，对于提高装配质量水平，实现精益化装配指出了一条可行的路线。
2014 Vol. 57 (21): 66-71 [
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72
容差方案设计在直升机活动罩阶差计算上的应用
吴事兵，张炜才，徐少林，高剑烽
针对直升机活动罩阶差问题，建立了活动罩累积误差和阶差的计算方法，结合活动罩和缘条零件制造和装配过程工艺分析的基础上，计算出了活动罩和缘条的累积误差和阶差，并进行数据分析，分析表明活动罩的外形误差是引起活动罩阶差的主要因数。应用实例的结果表明，该研究方法可推广到整流罩其他类似部件的计算分析，指导容差分配，提高整流罩装配质量。
2014 Vol. 57 (21): 72-74 [
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75
船舶曲面分段制造关键技术
陈勇
曲面分段制造是船体建造过程中的一个非常重要的环节，主要包括零部件配送、胎架制造、曲面分段快速成组及精度控制等多个工序。突破船舶曲面分段制造关键技术，是实现曲面分段制造模式升级换代，推动船舶曲面分段的建造效率和能力进一步提升的关键所在。
2014 Vol. 57 (21): 75-77 [
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78
基于数字化仿真技术的模块化装配单元应用
唐竞
传统航空机电产品尤其是液压产品的装配工艺复杂，总装工艺流程长，生产过程控制困难，装配质量难以保证。利用数字化仿真技术实现模块化部件装配单元规划，有利于提升装配专业化水平，缩短总装周期，实现产品的快速产出。
2014 Vol. 57 (21): 78-81 [
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数字化装配检测
82
基于数字化测量的飞机型架装配技术研究
王巍，杨亚文，安宏喜，张哲
现代飞机制造装配由传统的模拟量传递向数字量传递转变，为适应飞机快速精确的制造模式，激光跟踪测量设备以其便捷性、高精度广泛应用于航空航天产品制造业中。通过基于数字化测量的飞机型架装配技术研究，分析激光跟踪测量设备系统组成及测量原理，结合某型飞机型架安装应用，分析激光跟踪测量设备最佳拟合型架坐标系算法、各项测量误差产生原因及其特征，介绍飞机型架的安装和测量步骤，基于MBD模型对安装型架进行功能性分析，为实现快速精确安装飞机型架提供理论依据。
2014 Vol. 57 (21): 82-85 [
摘要
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86
航空发动机部件虚拟装配及数字化检测技术
鞠皎荧
虚拟装配与数字化检测技术是航空发动机制造中的先进技术，应用在发动机部件装配及检测中能起到事半功倍的作用。为满足某航空发动机新型喷管的研制需要，以新型喷管为载体，进行了虚拟装配及数字化检测技术研究。结果表明，虚拟装配技术的运用，避免了不必要的返工和浪费，能缩短装配周期，节省研制成本，加快研制进度;而数字化检测技术的运用，使装配质量有了大幅提升，使发动机可靠性得到保障。
2014 Vol. 57 (21): 86-88 [
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89
基于MBD的数字化零件检测技术研究*
张少擎
为了提高零件的检测效率，保证零件质量，研究总结了典型飞机结构件的典型检测特征，提出了基于MBD的检测数据模型，并在Catia下使用CAA进行二次开发，实现了MBD检测数据模型的自动生成和数据的自动提取。研究实现了针对曲面轮廓度检测特征的测量点自动生成算法，并自动转为DMIS格式的测量程序，可供三坐标测量机直接读取，实现从检测特征提取到检测设备运行的自动化。最终可对零件的检测结果做出评价。
2014 Vol. 57 (21): 89-92 [
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93
分布式航空线缆的网络化自动在线检测方法
张为民
分析了现行飞行器制造过程中，航空线缆检测所存在的技术缺陷，提出了一种基于嵌入式系统和网络化信息处理技术的航空线缆在线检测方法。该方法可有效地解决飞行器装配过程中对海量与分布式航空线缆的快速、精准检测问题。
2014 Vol. 57 (21): 93-95 [
摘要
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96
激光跟踪仪在某型飞机制造中的应用研究
张辉，周丽，高须俊，郭洪杰，王巍
阐述了激光跟踪仪组成、测量原理及误差补偿方法。利用激光跟踪仪分别在某型飞机后机身总装、大部件对接和质量检测工位构建了空间测量系统。实现了部件装配平台运动闭环控制，完成了飞机大部件预总装动态调姿引导，对飞机部件装配质量进行了定量监控，大幅度提高了飞机装配效率和质量。
2014 Vol. 57 (21): 96-98 [
摘要
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99
转、静子径向间隙数字化检测技术研究
史华勋，王志岭，宋扬，杨宁
随着航空发动机的不断发展，现有的间隙测量技术已经不能完全满足装配精度要求，测量技术亟待提升。利用电容式非接触测量原理研制出的同轴度检测设备，能够满足新型发动机对装配精度的要求。经试验验证，此种测量技术不仅达到了提高发动机装配过程中转、静子间隙检测精度的目的，还具有较强的适应性，可以推广到多种型号发动机上使用，为发动机数字化柔性装配奠定了基础。
2014 Vol. 57 (21): 99-101 [
摘要
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自动化柔性装配应用
102
机器人在航天装备自动化装配中的应用研究
黎田，胡晓雪，姚为，陈绍勇
通过阐述航天装备传统人工装配方式的不足，提出了工业机器人装配方式的重要价值。简要介绍了工业机器人在国内外航空领域的应用现状,分析了航天装备在机械机构、系统组成、产品种类细分程度等方面的特点；针对航天装备装配过程中效率较低的工序,提出了工业机器人应用的研究思路与方向，并列举了需要突破的4项关键技术。最后，对机器人在航天装备自动化装配应用中的发展方向和趋势进行了展望。
2014 Vol. 57 (21): 102-104 [
摘要
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164
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105
某型飞机舱门框柔性装配工装应用数字分析
邱益，王利芳，郑国磊，陈琼姣
通过对某型飞机舱门框柔性装配工艺及相应柔性装配工装结构特点和工作流程进行深入研究和分析，制定不同的定位运动方案并进行数字仿真模拟，实现对方案可行性、工装结构工艺性以及定位时间等方面的综合评估，获得某型飞机舱门框柔性装配工装的工作流程最优方案，从而为某型飞机舱门框柔性装配工装研制及应用提供有效的数字依据和技术支撑。
2014 Vol. 57 (21): 105-108 [
摘要
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109
关于飞机数字化装配对接技术的研究
王声，梁泽荣，吴军豪，苏卫华，肖望东
飞机部件对接技术是把构成飞机基本结构的各个部件连接在一起，形成机身、机翼或整个飞机的过程。近年来，随着数控加工技术、激光测量技术、计算机控制技术、机器人技术、计算机网络和应用集成技术的迅猛发展，飞机装配由人工装配转化为半自动化、自动化装配。
2014 Vol. 57 (21): 109-112 [
摘要
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先进装配工艺
113
航空发动机高压止推轴承腔密封分析及保证
周清理，孙敏，陈虹，王兆清
针对在外场使用和台架试车中多次出现高压止推轴承腔密封失效故障，结合高压止推轴承腔滑油系统工作原理、密封结构和装配工艺特点，对高压止推轴承腔密封失效故障进行机理分析，结果表明：严格控制篦齿和涨圈滑油密封尺寸、量化密封剂稀释配比、明确密封剂涂覆和紧固件拧紧要求、加强装配难点部位控制，可提高高压止推轴承腔的密封可靠性。
2014 Vol. 57 (21): 113-115 [
摘要
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101
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116
飞机数字化装配系统中机身交点孔加工方法研究
詹有河，刘春，高红
针对传统交点孔加工方法加工精度低且存在回弹变形的问题，设计了一种满足飞机大部件数字化装配要求的机身交点孔精加工方法，根据交点孔的加工特性完成了机身定位与固持、数控加工中心定位以及加工工艺的总体设计，确定了交点孔加工程序原点的计算方法和编程原则，最后通过交点孔试切加工试验验证了加工方法的可行性。
2014 Vol. 57 (21): 116-117 [
摘要
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108
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118
高精度展开锁定机构数字化装调技术研究
赵本华，王青，韩建超，张加波，王磊，王凯，张宁
通过对展开锁定机构的轴系同轴度进行合理分解，得到三轴系之间的同轴度为0.073mm，同时展开重复精度提高了35%。设计合理的装配固定装置作为重复装配的基准，控制产品与装置之间间隙在0.02mm以内，提高装配效率和精度。通过选用合适部位作为测试基准，将参数进行量化处理，保证在重复拆装过程中轴系位置误差在0.015mm以内。
2014 Vol. 57 (21): 118-121 [
摘要
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136
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122
基于工业机器人的机身系统件定位方法研究
刘春，余立强
针对传统系统件安装工艺采用固定式定位工装导致装配系统开敞性差、柔性程度低的问题，提出了基于工业机器人的机身系统件定位方法，确定了系统件辅助定位工装的标定方法，基于奇异值分解法和位姿等价变换原理确定了工业机器人的位姿调整算法，最后通过系统件辅助定位工装定位试验得出了系统件的定位精度。
2014 Vol. 57 (21): 122-124 [
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125
双金属铆钉特点及安装工艺技术
孙小雯，刘风雷，刘健光，王立东
双金属铆钉是一种铆接过程中钉杆不变形的新型铆钉，适用于复合材料等结构的连接。铆钉既具有较高的抗剪性能，又具有良好的铆接性能，还具有重量轻、成本低、装配简单等特点，已经在航空航天等部门获得了应用。结合国内外双金属铆钉的发展状况，简单阐述其性能与结构特点，并简要介绍其安装工艺技术。
2014 Vol. 57 (21): 125-126 [
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168
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先进装配装备
127
基于UMAC的爬行机器人制孔设备控制系统的设计*
董婧婧，刘建东
介绍了UMAC控制系统的特性，根据爬行机器人制孔设备的结构特点与工艺需求，设计了一套基于UMAC多轴运动控制器的控制系统，阐述了UMAC多轴控制器的硬件系统搭建与软件设计方法，分析了UMAC PID伺服调整中常见的参数设定问题，并给出解决方法。
2014 Vol. 57 (21): 127-129 [
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130
蛇形臂机器人高精度位置伺服系统建模与仿真*
魏志强，袁伟
针对蛇形臂机器人由多个具有相同控制及传动结构的关节组成的特点，建立了单关节的单轴控制系统的数学模型，基于不变性原理设计了复合控制系统。采用MATLAB/Simulink进行仿真，研究了间隙及摩擦对系统性能的影响，并提出了相应改进措施。仿真结果表明，系统具有高精度位置伺服性能及良好的抗干扰能力，为蛇形臂机器人柔性连续运行奠定了技术基础。
2014 Vol. 57 (21): 130-132 [
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133
飞机大部件对接柔性支撑定位装置的研究及应用
王彬，付景丽
本文探讨柔性支撑定位装置在飞机大部件对接领域的应用，讨论了先进数字柔性定位工装发展的前景及现状，重点介绍了新技术应用于传统工装结构中发展起来的柔性支撑定位装置的设计技术、结构形式和应用方法。
2014 Vol. 57 (21): 133-137 [
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138
基于Mecanum轮配送车的视觉与磁带双重导引技术研究
潘尚洁，赵璐，于洋
针对卫星总装过程中提出的物料配送需求，设计并实现了以Mecanum轮全方位移动平台为基础，可在狭窄配送通道内快速、灵活移动的智能物料配送车。结合总装现场实际环境条件，配送车采用了视觉导引与磁带导引相结合的智能导引策略，有效消除了光照强度变化、地面裂纹、电磁信号干扰等环境因素对车道线采集的影响，最终实现总装物料从库房至多工位的自动配送。
2014 Vol. 57 (21): 138-140 [
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总装专业化自动量化点胶系统研究
祁鹏，边玉川，赵璐
为了改善现有薄膜型外热流模拟加热器制作的不足，研发了一套基于CCD视觉技术的自动量化点胶系统，该系统具备加热器粘贴位置自动画线、点胶位置智能选取、全自动点胶等多项功能，系统硬件结构稳定、人机交互界面简便友好，能够提高外热流成品制作质量及效率。
2014 Vol. 57 (21): 141-143 [
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基于6SPS并联机构标定新方法*
周万勇，陈五一，刘华东，李光丽，贾云侠
系统研究6SPS并联机构标定的方法。 研究中应用激光跟踪仪测量、基于并联机构正解和定位误差旋量的计算，正交试验进行试验设计，应用非线性最小二乘参数辨识。仿真验证辨识的几何误差可以等于假定值，试验验证位姿精度提高了10倍。
2014 Vol. 57 (21): 144-146 [
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147
面向航天器装配的机械臂柔性力控研究
卫月娥，张成立，孟伟，熊涛，胡瑞钦
针对航天器装配的特点，研究一种机械臂柔性力控方法：在机械臂末端安装六维力传感器感力与力矩信息，通过重力补偿消除负载重力的影响，得到外部作用力/力矩信息作为输入控制机械臂运动，实现负载的柔性随动。
2014 Vol. 57 (21): 147-152 [
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蛇形臂机器人在航空制造业中的应用*
姚艳彬
对于结构复杂、布局紧凑的飞机零部件，其装配、检测以及清理的工作空间非常有限，人工操作难度高、劳动强度大、效率低。常规的工业机器人由于关节尺寸的限制无法在狭小空间内完成这类作业。蛇形臂机器人具有长径比大、自由度多，运动灵活以及环境适应能力强等优点，在航空制造领域具有广泛的应用前景。通过总结蛇形臂机器人的国内外研究现状，对蛇形臂机器人在航空制造业中的应用进行了探讨，并提炼出了相应的关键技术。
2014 Vol. 57 (21): 153-155 [
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部件自动对接过程中的运动规划及精度控制
罗芳，周万勇，侯志霞
本文针对飞机大部件自动对接的装配过程，建立了部件运动的数学模型，完成了部件的运动规划，并将其转换为定位器的运动。同时，分析了实际过程中误差产生的原因，并提出相应的补偿方法。该方法已应用于某型号飞机的对接装配中，结果表明，该补偿方法能够非常有效地提高对接精度。
2014 Vol. 57 (21): 156-158 [
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159
一种机器人移动定位双电机消隙控制方法
高明辉，秦玉波
针对一种用于壁板类部件的机器人自动钻铆系统，对机器人移动定位控制技术进行了研究，提出了用于机器人移动定位控制的双电机消隙伺服驱动控制方法，并给出了实现方式和进行了试验验证，此项研究的控制方法也可扩展应用于其他大行程的移动定位系统。
2014 Vol. 57 (21): 159-161 [
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产品聚焦
164
空中客车A380挑战超大尺寸的装配任务
海克斯康测量技术（青岛）有限公司
空中客车A380是有史以来最现代、最大规模并且功能最强的民用航空系统。采用了当今最先进的技术，包括材料技术、系统和工业流程，并坚持采用最严格的国际标准制造。
2014 Vol. 57 (21): 164-165 [
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166
山特维克可乐满打造新颖独特的刀片涂层
山特维克可乐满
刀片涂层的主要目的是增强刀片耐磨性并延长刀具寿命。原则上讲，在刀片基体上涂覆合适的多层涂层后，高机械强度刀片的耐用性可大大提高，并有可能实现更高的切削参数。1970年，首个化学气相沉积（CVD）涂层牌号的出现标志着刀片涂层的问世，之后刀片涂层经历了突飞猛进的发展。如今，针对ISO P25这一应用范围的第7代钢件车削刀片为生产效率树立了新标准。新涂层硬质合金牌号的刀具材料具有前所未有的卓越性能，为生产效率的进一步提升开辟了道路。
2014 Vol. 57 (21): 166-167 [
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可转位刀片承担起切削大任
瓦尔特
强力、精确、可靠是 Walter BLAXX （黑锋侠）铣刀刀片系列的成功要领。凭借面铣刀 F2010 的刀夹，瓦尔特将高性能切向可转位刀片也应用在可调面铣刀上。
2014 Vol. 57 (21): 167-167 [
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先进装配装备
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小批量、多品种下的高效生产
因代克斯贸易（上海）有限公司
对于进行小批量、多品种加工的制造商来说，一般都会面临“生产效率”这一大难题。因为更换不同品种或不同高规格的产品，机床就要根据每种产品的情况重新设置工艺。而INDEX IT600将数控技术的灵活性与车床两个砖塔刀架的高效性相结合，极大地缩短了刀具的安装时间和产品的生产时间，有效提地高车床生产效率。
2014 Vol. 57 (21): 168-169 [
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产品聚焦
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伊斯卡推出大进给HELIPLUS07铣刀片
伊斯卡
为实现高金属去除率，伊斯卡推出HP ANKT 0702R12T-FF大进给铣刀片，应用于HELIPLUS 07系列刀体。HP ANKT 0702R12T-FF大进给铣刀片集7mm方肩切削刃与大进给底刃设计于一身，将HELIPLUS07系列铣刀成功地应用于高效粗铣加工。
2014 Vol. 57 (21): 169-169 [
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编辑部公告
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《航空制造技术》被中国科学引文数据库(CSCD)核心库收录
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