文|加特林
近日，一则中国运20运输机装配制造的视频，显示了我国航空制造的巨大突破：
一台世界顶尖的机器人，在装配运20的机身部件，精准无误，不知疲倦！
从视频截图来看，这是一代高度自动化的世界最新水平自动钻铆机器人！
自动钻铆机器人，眼尖手快，像一把精准的铁手，高速的装配着曲面复杂的机身部件 —— 它不但令复杂繁琐的运20运输机装配工作变得快捷准确，更重要的是反映了中国军用飞机设计理念进入了全球最前列，与世界航空设计制造列强相比毫不逊色！
中国军机装配中用榔头敲、锉刀磨的粗劣作法，已经被扫进了历史的垃圾堆！
这台自动钻铆机器人，负责在运20运输机巨大的机身蒙皮部件上钻孔，打入铆钉，实现相关部件的安装固定。
在国外，最著名的先进自动钻铆机器人是著名的KUKA品牌的相关型号，而它出名除了自身技术能力超强之外，还因为波音公司为其波音777客机机身对铆装配系统做了非常给力的宣传，而其中的主角就是在机身内外不知疲倦的钻铆的KUKA机器人。
在中国，战机科研制造事业近年突飞猛进，自动钻铆机器人代表着在装配方面的对应重大突破。它有以下显著优点：
一，中国歼20四代战斗机、无人机以及大型飞机，有着空前的高质量、高精度的技术需求，人工装配力不从心，不仅慢而且不准确，使用智能制造装备是唯一的出路。根据统计，手工钻铆约15秒/钉，自动钻铆最快3秒/钉；手工铆接镦头高度公差为±0.5mm，自动钻铆能做到±0.05mm，精度提高10倍。
二，随着计算机设计和网络信息技术的发展，中国军机设计制造迈入全数字化时代，包括产品定义、预装配、产品治理、并行工程和虚拟制造技术等等，避免了传统飞机设计与制造流程中的缺陷。
三，自动数控钻铆技术，在极大加快装配进程的前提下，保证了装配连接质量，直接提高了飞机结构抗疲惫性能与可靠性，简单的说飞机更坚固更皮实。飞机机体疲惫失效事故，七成发生在结构连接部位，其中80%疲惫裂纹在连接孔处，因此连接水平极大影响飞机寿命，手工铆接根本满足不了今天的要求。在运20这样承重复杂的大型运输机上，技术挑战更高。
手工铆接等装配方式，最终将被淘汰。图为装配轰-6轰炸机。
四，通过自动钻铆机器人代表的一系列先进机械连接、焊接、胶接等，可完成隐身能力最佳、气动阻力最低的“完美”机体外部表面。这对中国歼20四代战斗机、各种作战无人机，以及未来的隐身轰炸机有着关键性意义。
KUKA机器人成为波音777脉冲式机器人生产线的核心之一，用于当前777客机的机身装配。而且，KUKA利用其独特的多轴灵活机械臂，替代了以往类似机器人巨大的龙门结构，精度、速度、成本、占地都有显著改善。波音767、777翼梁自动装配系统，效率提高14倍，用度下降90%，废品率仅为以往50%。
在中国方面，运20巨大的机身、机翼的装配制造，难度很大，大型机身与机翼壁板自动钻铆成为其中成败的关键。这是中国军工重点突破的关键技术之一，也是赶上世界航空先进制造技术的一大创举。其余使用相关技术的中国先进飞机包括歼20、ARJ21、C919等。
实际上，中国在1970年代就开始了关于自动钻铆的研究，最初经历了许多的挫折，直到1990年代才开始取得突破。负责运20研制工作的中国西安飞机工业（集团）公司，早已在大型自动钻铆机方面有深入研究与实际应用，例如大型机翼壁板自动钻铆设备的投入使用与不断升级。
自动钻铆机器人最大的挑战，是在复杂变化的飞机部件上，根据预先设计的位置精度和法向精度精确、高速钻铆，而难中之难是相关的离线编程系统的开发应用。离线编程负责控制刀尖点在加工坐标系中的绝对位置，来实现连续不断的在不同位置准确钻孔铆接。提高定位精度，是飞机自动钻铆系统的核心挑战之一。
总的来说，中国在飞机装配自动钻铆技术领域，已经达到了世界级的水平。当然，仍有许多细节需要更多的科研公关，进一步改善精度、速度以及最终成品质量。但我们已经可以看到，中国运20、歼20等等精锐作战飞机，以及多种先进民用飞机，在装配制造方面与世界先进水平处在同一水平，值得我们为之点赞！
