飞机设计和制造代表了一个主要的技术挑战的事实应该对任何人带来惊喜。然而，不太明显，是建造工程师面临的挑战。
传统上，建立一架飞机是一种高度劳动密集型的过程。然而，那些日子正在通过。飞机建设者之间的竞争比以往任何时候都更加强硬。制造商正在努力降低成本，所有的同时保持质量。
的确，由于外包的增加，对精确度的需求变得尤为重要。上世纪60年代末，当波音公司(Boeing Co.)在芝加哥建造第一架747飞机时，工人们花了数周时间在垫片的帮助下组装现场制造的部件。如今，像波音和空客(法国图卢兹)这样的组装商甚至在几天内就能制造出他们最大的飞机。这意味着外包主要的结构和系统，反过来，如果所有的东西都要在最终组装时装配在一起，就必须制造出难以置信的高公差。
结果一直是增加使用自动化，尤其是在安装机械紧固件的区域。甚至更小的飞机需要数千个螺栓和铆钉，每个螺栓和铆钉都需要以极端精度定位和安装。谈到像空中客车的新款A380飞机一样建立大型商业喷气机，到2006年底进入服务 - 数字可以真正令人惊叹。
世界上最大的商用飞机，A380拥有两个完整的乘客甲板，能够拖运150吨的运费。（通过比较，美国军队的携带C-5 Galaxy飞机只能携带135吨的有效载荷。）鉴于这些负荷，A380的翅膀非常大。长度为119英尺，提供261英尺的总翼型，它们保持41,000加仑的燃料，总面积为9,100平方英尺。每个机翼包括翼梁和肋骨的框架，其支持20个独立的铝板。这些面板又通过一系列铝串加固。总而言之，将面板连接到纵梁和底层翼梁框架上，需要定位，钻孔，然后铆接或螺栓连接约180,000个孔。
同样，必须以非常高的精度完成这一切。A380的翅膀是在英国Broughton的空中客车厂制造的。然后，它们在图卢兹的植物中运到，在那里他们必须能够在最终组装期间与飞机的其他结构部件配合。
为了帮助解决精密，成本和生产力的挑战，空中客车租用航空航天工具和自动装配机器构建器电灯（Mukilteo，WA）。从历史上看，飞机公司使用大量高技能工人进行整个主机任务建立了翅膀，包括设置工件;定位和钻孔;将组件除以去灌浆和清洁;涂上密封胶;并安装紧固件。然而，Electroimpact - 这普遍存在其上超过300多名员工的一半具有工程学位，通过建立高度复杂的钻孔，材料处理和装配机器来消除产品变异性。
其中是电动呼叫其E4380系统，是空中客车用于执行翼面板和纵梁组件的全自动，四层高的设备 - Broughton工厂是指其翼展过程的阶段00。最初，Electroimpact建造了四个机器-2，用于组装上翼板，两个用于组装下翼板 - 每个机器，每个机器都有其自己的550英尺长的三个单独的在线固定装置。自初始安装以来，Electroimpact已建成四个E4380S，因此Broughton工厂现在有八种机器。
每台机器配置若干不同的工具，包括一个伺服进给钻;刮刀一种伺服主轴，用来刮刀或刮刀;一种用于铆钉镦粗和环模的电磁铆机制造技术密封剂隔板;螺栓插入物;coldwork工具;孔探针;还有一台同步相机。所有的过程工具都是内部构建的。由博世力士乐(Hoffman Estates, IL)、THK Americas Inc. (Schaumburg, IL)、NSK Corp. (Ann Arbor, MI)和IKO International Inc. (Parsippany, NJ)等公司提供的伺服电机、直线导轨、滚珠丝杠系统和其他直线运动部件网络可以为这些各种设备定位。 The machines can install rivets and bolts measuring from 0.25 to 0.5 inch in diameter, with a stack range of up to 2.5 inches.
根据Electroimpact铅机械工程师Ben Hempstead，P.E.，他的公司能够利用其他翼面板组装机器的早期体验，以提高E4380的准确性和性能包络。
“结果就是新一代翼板机。我们的设计目标是使操作员能够设置、加载NC磁带、验证准确性和配置夹具。”剩下的，曾经由一群技术人员完成，现在是全自动的。
定位的挑战
毫不奇怪，鉴于A380的大小，创建E4380代表了独特的挑战，特别是在将各种工具定位在每个面板的表面方面。具体地，ElectroMimpact必须容纳前所未有的面板曲率，其中一些下翼面板将近5英尺的平面移动。在以前的应用中，ElectRoimpact的自动铆接机配备有夹紧头，其延伸或缩回到任何面板所需的距离所需的任何距离都需要伸出距离和执行“夹紧”。但是，考虑到A380应用的要求，Electroimpact决定尝试用独立的Z轴不同提供机器。
所有ElectRoimpact的E4000系列机器包括一个大，U形的磁轭，横跨面板铆接，并由似乎是单个刚性结构的旋转延伸，移动到一对轨道。事实上，这种结构包括两个独立的塔，每个塔通过通过垂直载玻片附接到和调节的耳轴来支撑15吨轭的一侧。
在操作中，垂直滑动不仅限定了系统的Y轴或垂直位置，而且还通过改变耳轴的高度，赋予轭杆的旋转轴位置。类似地，随着两个塔移动到铁路，它们不仅在X方向上定位轭，而且通过将自己定位在交错位置，提供B轴旋转部件。
通过将水平滑动功能整合到每个塔中，以适应面板的曲率，电冲击工程师创造了一种情况，即夹具总是在相对于轭架的相同位置实现。这简化了工具点定位，因为它最小化了夹紧机构所需的行程长度。此外，由于减少了移动，新的安排提高了设备寿命，减少了维护。
总之，z轴滚珠丝杠可以在5.5英尺的水平范围内移动轭架。总的来说，机器可以进入一个非常大的工作区，测量超过13英尺垂直和578英尺长，在a -和b轴的±15度旋转。机器上的A轴、B轴和z轴使用Heidenhain公司(Schaumburg, IL)的LC491F绝对编码器进行监控。y轴使用同样来自Heidenhain的LB382量表。x轴定位使用Renishaw公司(Hoffman Estates, IL)的一对RG2磁带秤进行监控。在运行中，夹紧压力由称重元件控制，可编程至3500磅。
目前，八种自动化机器为Broughton生产足够的翼面板，在一年内建造20对翅膀。最大容量，工厂每月都能生产四对翅膀。对于圆珠笔制造商来说，这可能不会听起来很多。但是，在航空航天世界，那种生产力是一个重大成就。
“我们最终扩大了系统的性能信封和准确性[over]早期的生产面板机械，”Hempstead说。“目标不仅仅是设计自动化手动任务的机械，而且还可以提高质量和减少过程时间....在这个阶段，速度，准确性和操作员安全对成功至关重要。”
