飛機(jī)部件裝配數(shù)字化柔性工裝技術(shù)研究.pdf

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1、設(shè)備研制。㈨，M附。眥。。，MM飛機(jī)部件裝配數(shù)字化柔性工裝技術(shù)研究ResearchonFlexibleToolingTechnologyforDigitalAssemblyofAircraftFuselage中航工業(yè)沈陽飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限公司郭洪杰康曉峰北京航空航天大學(xué)機(jī)械工程及自動化學(xué)院王亮中航工業(yè)北京航空制造工程研究所張書生劉華東【摘要】面向新一代飛機(jī)機(jī)身部件數(shù)字化、柔性化裝配需求，基于柔性工裝技術(shù)，設(shè)計了飛機(jī)機(jī)身部件數(shù)字化柔性裝配工裝系統(tǒng)。通過研究數(shù)字化柔性裝配工裝及其相關(guān)技術(shù)，詳細(xì)設(shè)計了柔性工裝的機(jī)械系統(tǒng)，建立了基于現(xiàn)場總線技術(shù)的工裝運(yùn)動多軸控制系統(tǒng)，開發(fā)了柔性工裝系統(tǒng)專用的裝配

2、數(shù)據(jù)生成軟件。飛機(jī)部件裝配數(shù)字化柔性工裝的設(shè)計，為在國內(nèi)推廣應(yīng)用柔性裝配工裝技術(shù)，構(gòu)建數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線，實現(xiàn)新一代飛機(jī)的全數(shù)字化裝配奠定了基礎(chǔ)，具有重要的現(xiàn)實意義。關(guān)鍵詞：機(jī)身部件柔性工裝柔性裝配生產(chǎn)線『ABSTRACTlThesystemofdigitalflexibleas．semblytoolingtothefuselageforrequirementofflexibleassemblyofnext—generationaircraftisdesignedbasedoilflexibletoolingBystudyingondigitalflexibleassemblytooli

3、nganditsrelatedtechnologies，mechanicalsystemoftheflexibletoolingisdesigned，multi．a(chǎn)xismotioncontrolsystemfortoolingbasedonfieldbustechnologyisestab．1ished，andflexibletoolingsystemspecifictothegenerat-ingsoftwareofassemblydataisdevelopedBythedesignofdigitalflexibleassemblytoolingforaircraftfuselage，

4、ithasimportantpracticalsignificancethatpromotesapplica-tionofflexibleassemblytooling，tobuildflexibleassem．blylineandachievefulldigitalassemblywhichlaysthefoundationfornext-generationaircraft．Keywords：FuselageFlexibletoolingFlexibleas-semblyproductfine飛機(jī)部件裝配過程是將大量的飛機(jī)零件按照數(shù)模、相關(guān)技術(shù)要求等進(jìn)行組合、連接，實現(xiàn)從零件到組件，再

5、到段件，最終形成部件的過程?。由于飛機(jī)產(chǎn)品的獨(dú)特特點(diǎn)(零件數(shù)量多、剛性低、外形復(fù)雜、裝配精度要求高)，使得在飛機(jī)裝配過程中，需要應(yīng)用大量裝配工裝。工裝在飛機(jī)裝配中占有重要地位。在傳統(tǒng)飛機(jī)裝配模式下，主要采用剛性專用工裝，工裝數(shù)量多、占地面積大、生產(chǎn)周期長、制造成本高。隨著國內(nèi)新機(jī)型號的逐漸增多．傳統(tǒng)的剛性專用工裝已經(jīng)不能實現(xiàn)現(xiàn)代飛機(jī)多品種、小批量生產(chǎn)的需要，已經(jīng)成94航空翻造技術(shù)·2011年第22期為制約國內(nèi)飛機(jī)裝配技術(shù)發(fā)展的主要因素之一。國內(nèi)在“十一五”期間，對飛機(jī)壁板類組件級裝配柔性工裝以及大部件對接裝配柔性工裝方面進(jìn)行了研究，取得了部分成果”“。但在飛機(jī)機(jī)身部件級裝配方面，柔性工裝的

6、研究應(yīng)用還是空白。機(jī)身部件裝配工裝的落后，制約了數(shù)字化柔性裝配技術(shù)的深人應(yīng)用，阻礙了新一代飛機(jī)數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線的構(gòu)建。因此，迫切需要開展針對飛機(jī)部件級裝配柔性工裝的研究，以打通飛機(jī)數(shù)字化裝配各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)國內(nèi)飛機(jī)產(chǎn)品的全數(shù)字化制造裝配?；谏鲜鲂枰?，面向新一代飛機(jī)數(shù)字化、柔性化裝配需求，本文以某系列飛機(jī)機(jī)身部件為應(yīng)用對象．設(shè)計完成了用于該類型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)機(jī)身部件裝配的數(shù)字化柔性工裝。機(jī)身部件柔性裝配工裝的設(shè)計，為國內(nèi)開展飛機(jī)部件柔性裝配的工程應(yīng)用提供了條件，對深入研究應(yīng)用飛機(jī)數(shù)字化柔性裝配技術(shù)，具有重要推動作用。1飛機(jī)數(shù)字化裝配柔性工裝技術(shù)1．1數(shù)字化柔性工裝的定義和構(gòu)成飛機(jī)數(shù)字化裝配柔性

7、工裝是指在飛機(jī)裝配中為了提高工裝快速響應(yīng)產(chǎn)品變化能力，縮短工裝準(zhǔn)備周期，降低工裝制造成本，而采用的一種基于產(chǎn)品數(shù)字量尺寸協(xié)調(diào)體系的模塊化、可自動調(diào)整重構(gòu)的裝配工裝。柔性工裝技術(shù)是指圍繞柔性裝配工裝的設(shè)計、制造、應(yīng)用而形成一系列技術(shù)的總稱”q。柔性工裝系統(tǒng)的構(gòu)成，按功能劃分可分為靜態(tài)框架和動態(tài)模塊，其中靜態(tài)框架模塊是已經(jīng)模塊化的框架，主要由標(biāo)準(zhǔn)件與連接件組裝而成，是整個工裝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)；而動態(tài)模塊則是根據(jù)具體產(chǎn)品的具體需