飛機(jī)柔性裝配工裝關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì).pdf

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1、SpecialEquipmentforAviationIndustry航空專用裝備飛機(jī)柔性裝配工裝關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)KeyTechnologyandDevelopmentofFlexibleAssemblyToolforAircraft南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院?王建華?歐陽佳?陳文亮柔性工裝技術(shù)是基于產(chǎn)品數(shù)字量尺寸的協(xié)調(diào)體系，利用可重組的模塊化、數(shù)字化、自動(dòng)化工裝系統(tǒng),可以免除或減少設(shè)計(jì)和制造各種零部件裝配的專用固定型架、夾具。因此，通過應(yīng)用柔性工裝可以縮短飛機(jī)裝配的制造時(shí)間，以提高質(zhì)量，并減少工裝數(shù)

2、目，實(shí)現(xiàn)“一型多用”的制造模式。工藝過程，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)裝配制造的柔性典型結(jié)構(gòu)主要有以下3種形式?；涂焖倩蔀轱w機(jī)制造企業(yè)面臨（1）多點(diǎn)陣真空吸盤式柔性工的技術(shù)瓶頸和研究熱點(diǎn)。裝。柔性工裝技術(shù)是基于產(chǎn)品數(shù)字多點(diǎn)陣真空吸盤式柔性工裝是王建華量尺寸的協(xié)調(diào)體系，利用可重組的模由帶真空吸盤的立柱模塊單元陣列　　研究員級(jí)高級(jí)工程師，曾任西安飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司副總工藝塊化、數(shù)字化、自動(dòng)化工裝系統(tǒng),可排布組成的工裝結(jié)構(gòu)。立柱單元由師、技術(shù)裝備公司總工程師、上海航空特以免除或減少設(shè)計(jì)和制造各種零部伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)

3、，可沿空間3個(gè)方向運(yùn)種車輛有限責(zé)任公司總工程師兼總工藝[1]件裝配的專用固定型架、夾具。因動(dòng)到任意位置。通過立柱單元的控師，現(xiàn)任上海飛機(jī)制造有限公司工裝部此，通過應(yīng)用柔性工裝可以縮短飛機(jī)制移動(dòng)和真空吸盤的自適應(yīng)傾斜調(diào)部長(zhǎng)。裝配的制造時(shí)間，以提高質(zhì)量，并減節(jié)，可生成與任意產(chǎn)品曲面相符合飛機(jī)工藝裝備作為保證飛機(jī)制少工裝數(shù)目，實(shí)現(xiàn)“一型多用”的制的均勻分布的吸附點(diǎn)陣。通過真空造和裝配準(zhǔn)確度要求的專用設(shè)備，在造模式。吸盤的吸附夾持作用，將產(chǎn)品裝夾緊飛機(jī)生產(chǎn)中占有舉足輕重的作用。固。當(dāng)產(chǎn)品外形發(fā)生改變時(shí)，吸附點(diǎn)

4、傳統(tǒng)的工藝裝備大量采用剛性結(jié)構(gòu)，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及存在的問題陣的外形和整體布局自動(dòng)調(diào)整，以適設(shè)計(jì)制造周期長(zhǎng)、研制成本高、開敞1國(guó)外現(xiàn)狀應(yīng)不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和定位要求，從而性差、應(yīng)用單一，難以滿足飛機(jī)多品國(guó)外飛機(jī)裝配技術(shù)發(fā)展迅速，大降低了綜合成本和縮短了工裝研制種、小批量生產(chǎn)模式下的研制需求。部分航空企業(yè)已經(jīng)著手開發(fā)并應(yīng)用周期，提高了產(chǎn)品制造精準(zhǔn)度。因此，如何縮短工裝的準(zhǔn)備周期，并了柔性技術(shù)，以波音和空客兩大國(guó)際根據(jù)產(chǎn)品裝配方式的不同，多點(diǎn)以較小的生產(chǎn)成本滿足飛機(jī)零部件民用飛機(jī)制造公司為代表，均已廣泛陣真空吸盤式

5、柔性工裝可分為臥式、的結(jié)構(gòu)變化，從而快速響應(yīng)飛機(jī)裝配采用柔性工藝工裝。國(guó)外柔性工裝立式和環(huán)式結(jié)構(gòu)。立式和環(huán)式結(jié)構(gòu)2013年第17期·航空制造技術(shù)49論壇FORUM工裝主要用于機(jī)身壁板類組件的裝配，臥式結(jié)構(gòu)則用于一些復(fù)合材料的水平尾翼和垂直尾翼的裝配。根據(jù)不同的運(yùn)動(dòng)調(diào)整需求，多點(diǎn)陣真空吸盤式柔性工裝又可分為多軸式和單軸式結(jié)構(gòu)。圖1為多點(diǎn)陣真空吸盤式柔性工裝。（2）行列式結(jié)構(gòu)柔性裝配工裝。行列式結(jié)構(gòu)柔性工裝適用于飛機(jī)壁板類和翼梁的裝配，如圖2所示，美國(guó)Electroimpact公司研制的高速鉚接系統(tǒng)柔性裝

6、配型架，已經(jīng)在A330/340,A319/320/321和A300飛圖2行列式結(jié)構(gòu)柔性裝配工裝機(jī)機(jī)翼壁板的裝配中得到成功應(yīng)用。行列式結(jié)構(gòu)柔性工裝是由模塊化結(jié)定位器按要求運(yùn)動(dòng)到理論位置。這中小型結(jié)構(gòu)飛機(jī)的裝配。構(gòu)單元——立柱組成的，以行列式獨(dú)種自動(dòng)化對(duì)接平臺(tái)定位精度高，自動(dòng)（2）塔式結(jié)構(gòu)的自動(dòng)對(duì)接系統(tǒng)。立排列分布。立柱單元上裝有可三化控制能力強(qiáng)，能夠適應(yīng)不同尺寸的其結(jié)構(gòu)形體較大，具有像伸縮臂一樣維移動(dòng)調(diào)整的夾持單元，通過調(diào)節(jié)夾飛機(jī)部件產(chǎn)品的裝配。的運(yùn)動(dòng)調(diào)整部分，可從側(cè)面支撐和驅(qū)持單元的位置來完成不同產(chǎn)品

7、組件、[2]根據(jù)定位結(jié)構(gòu)的不同，將自動(dòng)化動(dòng)飛機(jī)部件，承載重量較大。部件的裝配。對(duì)接系統(tǒng)分為3種類型：（3）混聯(lián)結(jié)構(gòu)的自動(dòng)對(duì)接系統(tǒng)。由于行列式結(jié)構(gòu)柔性裝配工裝（1）柱式結(jié)構(gòu)的自動(dòng)對(duì)接系統(tǒng)。其定位器不直接與飛機(jī)部件相連，而獨(dú)立排列分布、開敞性好，便于與自其工裝布局分散，開敞性好，定位器是通過托架連接，并由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)動(dòng)鉆鉚機(jī)集成使用，組成自動(dòng)化柔性向上支撐，調(diào)整和定位飛機(jī)部件產(chǎn)托架，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)部件的位姿調(diào)整，從裝配平臺(tái)。品。定位器與飛機(jī)部件產(chǎn)品采用工而完成飛機(jī)裝配。托架結(jié)構(gòu)受力條（3）自動(dòng)化對(duì)接裝配系統(tǒng)。藝

8、支撐連接，由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)件好、變形小，可應(yīng)用于大型飛機(jī)的自動(dòng)化對(duì)接系統(tǒng)主要由數(shù)控定X、Y、Z3個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)。工裝結(jié)構(gòu)裝配，如波音787總裝中采用的工裝位器、激光測(cè)量系統(tǒng)、集成控制系統(tǒng)無需重新設(shè)計(jì)，依靠3個(gè)或者多個(gè)同設(shè)備（圖3）。和計(jì)算機(jī)軟件組成。控制系統(tǒng)的控類型的定位器之間協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)來完成2國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀及存在問題制指令和測(cè)量系統(tǒng)的反饋信息進(jìn)行飛機(jī)部件的支撐、調(diào)整和定位。但由國(guó)內(nèi)大部分制造廠在飛機(jī)裝配比較和控制調(diào)節(jié)，驅(qū)使伺服電機(jī)控制于其承載重量小，多用于軍用