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1、·106·科技論壇飛機柔性裝配工裝關鍵技術研究聶永福（中航工業(yè)哈飛，黑龍江哈爾濱150000）摘要：柔性工裝技術是基于產品數字量尺寸的協(xié)調體系，利用可重組的模塊化、數字化、自動化工裝系統(tǒng),可以免除或減少設計和制造各種零部件裝配的專用固定型架、夾具。因此，通過應用柔性工裝可以縮短飛機裝配的制造時間，以提高質量，并減少工裝數目，實現“一型多用”的制造模式。鑒于此，在分析國內外飛機裝配的現狀及存在的問題的基礎上，重點對飛機柔性裝配工裝的關鍵技術進行論述。關鍵詞：柔性工裝技術；飛機裝配；國內外現狀；關鍵技術1國內飛機裝配的現狀的綜合型工裝，因為它
2、實現了先進測量、現代設計方法學、數字化控大部分的國內制造廠在裝配飛機的過程中，仍廣泛采用傳統(tǒng)的制、結構優(yōu)化與仿真等的集成，在飛機工裝領域，柔性工裝關鍵技術剛性結構專用工裝。在飛機的生產線上，飛機外形由于具有復雜性，的重要研究內容包括：不同機型或同一機型的飛機因為結構不同，必然具有不同的工藝裝3.1柔性工裝模塊化技術。柔性工裝是由可重構的一系列模塊備，采用傳統(tǒng)工裝形式，不僅有較多的工裝數目，而且研制周期較化單元構成的工藝裝備，每個模塊化單元都與特定功能相對應，又長，研制成本也很高。另外，采用模擬量傳輸模式對于飛機裝配進行可單獨設計每個模塊的
3、模塊集，根據裝配的實際情況，選出裝配集協(xié)調，自動化程度和數字化水平不高，難以保證飛機裝配的精度和中所需模塊元，來設計快速可重構的工裝，從而達到工裝的柔性化。效率。因此在柔性工裝設計中柔性工裝模塊化設計技術是其中的一項關近年來，許多大型飛機制造企業(yè)、研究所及科研院校，對于組鍵技術。同時，可以單獨設計或組合使用模塊單元。對于相似結構的件、部件裝配方面的柔性工裝進行了深入的研究，如沈飛公司研究產品，具有相同的工裝功能結構，只需對專用模塊單元進行著重設并工程化的翼身整體結構后段數字化柔性裝配系統(tǒng)；北京航空航天計，結合通用的模塊組設計工裝。對于不同
4、結構的產品，功能不同的大學與沈飛公司進行合作，設計了一種可重構調形單元，在此基礎模塊可以通過組合實現工裝所需的功能。上提出了數控柔性多點裝配型架的柔性工藝裝備。從現有的國內技3.2柔性工裝夾緊定位技術。工裝的柔性化既在快速響應產品術成果來看，國外技術相比，柔性工裝技術還有很大的差距，自主研變化得到體現，也能夠在夾緊定位機構的應變能力方面得到體現。發(fā)能力嚴重不足，工裝結構單一，大部分僅局限于局部柔性化，數字面對裝配對象夾緊方式和夾緊結構的不同，能否實現柔性裝配技化程度不高，還不能全面地進行柔性化生產。術，直接取決于柔性工裝夾緊定位方案。2國
5、外飛機裝配的現狀3.3柔性工裝結構優(yōu)化設計技術。與一般剛性工裝相比，柔性工國外的飛機裝配技術迅速發(fā)展，大部分航空企業(yè)都在進行柔性裝具有較為復雜的結構。合理的結構設計可以保證其具有足夠的結技術的開發(fā)和應用，例如在波音和空客兩大國際民用飛機制造公構剛度和強度以及穩(wěn)定性，從而完成裝配飛機的任務。因此，在柔性司，柔性工藝工裝已經被廣泛應用。其中主要有以下三種形式的柔工裝關鍵技術中，柔性工裝結構優(yōu)化設計技術是重要的一環(huán)。性工裝典型結構。3.4柔性工裝仿真測試技術。柔性工裝具有復雜的結構、較多的2.1多點陣真空吸盤式柔性工裝數目，因此在完成設計柔性工
6、裝后，通常通過力學仿真分析其結構該工裝是由帶真空吸盤的立柱模塊單元陣列排布組成的工裝部件，以校核它的強度和剛度。同時，與輕量化技術相結合，分析裝結構。立柱單元通過伺服電機驅動，可沿著三個空間方向運動到任配工裝、操作平臺及工具等的結構特點，對柔性工裝結構進行簡化，何一個位置。利用立柱單元的控制移動，以及真空吸盤的自適應傾實現柔性工裝的精確、快速和仿真。斜調節(jié)，能夠生成符合任意產品曲面的、分布均勻的吸附點陣。利用3.5柔性工裝先進控制技術。數控系統(tǒng)控制可以使柔性工裝自真空吸盤的吸附夾持，裝夾緊固產品。當產品發(fā)生外形改變時，會自動調整到精確位置
7、。通過比較和控制調節(jié)數控系統(tǒng)的控制指令和測動調整吸附點陣的外形和整體布局，以與不同的產品結構和定位要量系統(tǒng)的反饋信息，按要求驅使伺服電機控制重構單元運動，其中，求相適應，從而使綜合成本得以降低，工裝的研制周期能夠縮短，產數控系統(tǒng)的控制精度決定重構單元位置的精準度。因此，實現工裝品的制造精準度得到提高。柔性化需要先進數字化控制這一重要關鍵技術。根據不同的產品裝配方式，多點陣真空吸盤式柔性工裝的結構3.6柔性工裝集成技術。單一的機械工裝不能完成飛機的柔性可分為三種，即臥式、立式和環(huán)式。立式和環(huán)式結構工裝主要用于裝裝配，而需要綜合使用測量、控制
8、、仿真分析和夾緊定位等系統(tǒng)，從配機身壁板類組件，臥式結構則用于裝配一些復合材料的水平尾翼而完成飛機零部件的高效裝配。只有有效集成各項關鍵技術，柔性和垂直尾翼。根據運動調整的不同需求，這已裝配方
