大型飞机整机涂装自动化实施探讨与展望

发表时间:2019/3/12   来源:《中国西部科技》2019年第1期   作者:刘智
[导读] 笔者通过广泛的市场调查与总结,就飞机涂装领域中自动化问题展开论述
  舟山波音完工中心有限公司
  飞机涂装中整机涂装指的是飞机表面防护和涂装方面,这其中涉及到了诸多技术含量高,难度系数大的工艺,需要有丰厚经验的技术人员加工15天以上,期间采用的材料多达上百种,在这些工艺中对技术的要求往往大于对材料的要求,即使在西方先进国家,拥有50年以上的技术积累的大型航空公司,飞机仍然会发现掉漆现象。造成这些现象的主要原因是涂料对环境的变化十分敏感,稳定性差,不可控制因素过多等等。总而言之,涂装自动化全球并没有成功的案例。
  一、发展现状
  就目前的科技水平手工喷漆时,国内外大多数飞机制造企业所采用的方式。半自动化喷涂只会在难度系数大的工作中使用,如整机喷漆或者大部件喷漆。即便这样,半自动化喷涂对人工要求也是十分高的。不同的熟练水平与技术能力会对喷涂的质量和速度产生很大影响。
  随着国民经济的增长,对喷涂的质量要求越来越高。各国都开始尝试采用自动化喷漆技术,我国自然也不例外。已经开始尝试采用军机的整体自动化喷涂技术。国内某飞机制造企业已经开始研究民用超大构件自动喷漆。同时开始承接飞机整机喷涂订单,但是工作效率并不理想,阻碍企业发展。
  我国在相关方面的研究存在着特别大的局限性,对相关工业机器人的研究十分的稀少。在这一方面,美国卡耐基梅隆大学国家机器人工程中心,已经取得了非凡的成就。他们所采用的机器人构成军机表面覆层激光剥离技术能有效地提高工作效率,同时减轻了空气对表层的污染,在打磨方面,国外先进公司已经开始采用了部段级别的打磨研究。可以有效的去除积壳本身已有的涂层,还不会对机身造成打磨损伤。现阶段我国机身喷涂工作的各个工艺已经开始尝试采用自动化进行。但是仍处于基础研究阶段,诸多的工作仍需要人力手工完成。这也导致了我国飞机喷涂行业的高强度作业,工作效率低,很容易对施工工人造成不可逆转的身体伤害。为了使我国能从航天航空大国转变成强国,必须增强相关产业的技术水平以及市场竞争能力。
  二、研究需求及探讨
  诚然,外国的科研水平领先于国内科研水平,但是针对大型飞机整机喷涂技术相关领域的研究,国外先进工作室也处于理论研究阶段尚未发展到工程化应用。可以说国内国外处于相同的起步点,因此目前为我国大型飞机整机自动化喷涂技术最佳的发展时机。
  2.1整机自动化喷涂车间数字设计与规划
  掌机喷涂工艺在施工的过程中,极易受到诸多因素的影响。因此现场制作的过程中,每一步都需要精密的控制。

包括飞机的移动定位,材料的搬运,施工的时间,环境控制以及工程进度等等各个方面,某些方面的精度要求是人工无法达到的。这样也要求在施工过程中必须有自动化数字化的系统来进行控制。首先要将工艺需要的信息分析以及控制输入到系统。保证每一条信息能及时地传递到执行单位,根据信息调整工作状态。依靠系统对周围环境进行检测控制,保证周围环境,温度湿度都处于适和施工的条件下。同时为了满足精度要求,拥有自我检测功能,一旦发生错误即使发出预警并自我保护。
  2.2面向整机涂装的多角色多功能
  因为整机涂装工程量过于巨大,需要依靠空间机器人进行统计设计。并且多个机器人协同工作以此来买满足高强度的工作,以及高精度的要求。在表面涂装清洗工艺中因为溶剂对人体的伤害过大,依靠清洗机器人完成作业。从而使清洗工作具有人力所达不到的高效率,高质量。在收尾检测的时候可以将系统用于检测,可以更加全面地进行检查,能发现细微之地所存在的缺漏。
  三、机遇与意义
  经过调查,可以得知全球尚在服役的民用飞机大约为14200架,经过科学的计算,每架飞机大约30年就必须重新喷漆,否则将会带来巨大的安全隐患。如此庞大的市场需求量,可以充分的证明此项技术具有非常巨大的未来前景和经济效益。无论是从国防实力还是经济层次,大型飞机整机智能自动化喷涂技术的开发势在必行。国家十二五计划中提出了降低关键领域和重工业领域的科研技术对外依赖水平。实现科研自主化,从而促进经济发展,相比较于传统的人工喷漆,智能自动化喷漆作业可以极大的提高生产效率。还能降低喷漆作业中对人体的损害。为企业带来极其丰厚的经济效益。该项技术的研发不仅能为飞机制造领域的发展,提供基础保障。还可以将此项技术应用到其他领域,例如舰船,汽车等大型交通运输工具的设计领域。以次来弥补我国诸多自动涂装领域的空白。
  四、结束语
  随着我国的经济实力不断增强,我国正逐步迈入直接世界强国之林。在这其中,航空航天领域占有举足轻重的地位。实现大型飞机整机涂装自动化,是我国现在迫切需要解决的问题。否则将无法满足日益提升的需求。现在国际市场正处于空白期,一旦相关技术研发成功了,就能迅速地占领市场。如果无法抓住时代发展的机遇,必定被市场抛弃。但是大型飞机整机涂装自动化技术涉及到多领域科学技术结合,只有将电子计算机信息技术,智能控制技术,网络技术等等相关技术结合起来,才能更好的研发整机涂装自动化技术,从而推动我国社会经济迅猛发展。
  参考文献:
  [1]宋袁曾,陈洁,毛景.大型飞机整机涂装自动化实施探讨与展望[J].航空制造技术,2016(10)
  [2]高信忠.工程机械部件涂装工艺引发的问题及解决方案[J].工程机械与维修,2015(05)
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