飞机数字化柔性工装技术研究
飞机柔性装配方法在飞机装配中的应用
飞机柔性装配方法在飞机装配中的应用【摘要】飞机装配是航空制造领域的重要环节，而传统的飞机装配方法面临着诸多挑战，如装配效率低、装配精度难以保证等。
为了解决这些问题，飞机柔性装配方法逐渐被引入。
本文从飞机柔性装配方法的发展历程、优势、关键技术、具体应用案例以及未来发展方向进行了探讨。
通过对比传统方法和柔性装配方法的优劣势，我们可以看到飞机柔性装配方法在提高装配效率、保证装配精度等方面具有明显优势。
未来，随着技术的不断进步，飞机柔性装配方法的应用范围将会更广，推动飞机装配工艺的不断完善。
飞机柔性装配方法的意义和可行性已经得到验证，具有广阔的推广前景，将为飞机制造带来更多的解决方案和发展机遇。
【关键词】飞机装配、柔性装配方法、发展历程、优势、关键技术、具体应用案例、未来发展方向、意义、可行性、推广前景1. 引言1.1 飞机装配简介飞机装配是指将飞机的各个部件按照设计要求组装在一起，形成完整的飞行器的过程。
飞机装配是整个飞机制造过程中的最后一道工序，也是最关键的一环。
在装配过程中，需要确保各个部件的精确配合，保证飞机的结构完整性和航空安全。
飞机装配的复杂性主要体现在以下几个方面：一是飞机的结构复杂，由大量不同的部件组成，需要确保每个部件的位置和连接都准确无误；二是飞机的尺寸巨大，涉及到大量的人力和物力资源；三是飞机的装配过程需要严格遵守航空标准和要求，对操作人员的技术要求很高。
面对这些挑战，飞机柔性装配方法应运而生，为飞机装配提供了新的解决方案。
通过引入柔性装配技术，可以实现自动化装配、智能化装配和高效率装配，提高飞机装配的精度和效率，减少人为因素的干扰，降低装配成本，提高装配质量。
飞机柔性装配方法的发展为飞机制造业带来了新的发展机遇和挑战。
1.2 飞机装配的挑战飞机装配是一项复杂而重要的工程任务，面临着诸多挑战。
由于飞机的结构复杂多样，每一架飞机几乎都是独一无二的，这就要求在装配过程中需要考虑到各种不同的设计要求和特性。
飞机数字化装配技术体系研究
飞机数字化装配技术体系研究【摘要】随着现代数字化技术的发展，基于数字技术基础上的数字化装配技术在工业领域得到了日益广泛的应用。
飞机产品结构复杂性和部件装配准确度要求高，数字化装配技术的应用，有效提高了飞机装配效率和装配精度，提高了生产效率，减少了协调的环节。
本文拟对飞机数字化装配技术体系开展研究，希冀能为进一步提高飞机装配精度与效率提供参考。
【关键词】飞机装配；数字化装配技术；技术体系飞机装配是将各种零部件根据设计的要求和技术规范连接整合成一个整体。
飞机装配劳动量很大，几乎占全部飞机制造劳动总量的一半以上。
同时，飞机产品本身结构具有明显的特殊性和复杂性，装配的零部件不仅数量众多，尺寸较大，而且种类多样，形状复杂，装配难度高，对装配的准确度要求也很高。
装配不当不仅容易造成飞机零件的损坏，而且直接影响装配准确性，对飞机整体装配质量和性能造成不利的影响。
随着数字技术的发展进步，我国航空企业积极学习国外先进经验并加强自主研发，数控加工制造飞机零件的技术水平得到大幅度的提升。
飞机部件数字化装配是一种基于数字化的装配模式，综合了测量、调姿、控制等技术，实现了飞机数字化装配技术的突破，可从根源上改变我国目前航空设施在装配连接时大体上由工人手工操作完成的现状，对优化飞机的装配效率与质量，实现飞机制造的自动化管理，具有非常重要的积极影响。
一、飞机数字化装配技术体系的关键技术近年来，国外飞机装配技术得到迅速发展，实现了飞机装配过程的自动化。
包括自动化装配工装、自动化装配单元、自动化装配系统、自动制孔、数字化装配管理技术等。
这不仅实现了飞机装配工作的自动化和科学化，也提高了飞机制造的质量。
国外装配工装采用数控自动化工装方法，如在空客系列民机的机翼壁板的装配采用壁板工装，而在波音飞机的装配上采用翼梁工装。
这两种工装都属于行列式柔性装配工装。
很多大型民机结构采用自动化的装配工艺，包括数控工装、加工和检测单元、数字化定位技术等。
飞机柔性装配应用及关键技术分析
飞机柔性装配应用及关键技术分析发布时间：2021-05-27T05:57:04.676Z 来源：《中国科技人才》2021年第7期作者：王驰[导读] 近年来，随着我国大飞机发展战略的深入实施以及现代化飞机制造的多样化需求使得传统固定装配夹具式飞机装配模式面临更新换代的挑战。
柔性装配技术作为一种能适应快速研制，低成本制造、模块化可重组的先进装配技术，对提高飞机装配的效率和质量具有重要意义。
航空工业沈阳飞机工业（集团）有限公司辽宁沈阳 110034摘要：随着机电技术、控制技术、计算机技术等相关技术的快速发展，飞机柔性装配技术替代传统固定夹具式装配技术已经成为一种趋势。
由于其具有柔性度高、成本相对较低等优点，柔性装配技术受到了国内外各大飞机制造企业的重点关注。
因此，本文重点研究了飞机柔性装配应用及关键技术。
关键词：柔性装配；飞机装配；飞机大部件近年来，随着我国大飞机发展战略的深入实施以及现代化飞机制造的多样化需求使得传统固定装配夹具式飞机装配模式面临更新换代的挑战。
柔性装配技术作为一种能适应快速研制，低成本制造、模块化可重组的先进装配技术，对提高飞机装配的效率和质量具有重要意义。
1飞机柔性装配技术简介飞机柔性装配技术是指用1套装配工装能够完成2个或2个以上机型产品装配任务的制造技术。
柔性装配技术采用各类数字化装配工艺技术来完成产品的装配工作，它是一种建立在产品全数字化定义基础上的，可重组的，自动化与模块化的装配技术，可实现飞机零组件快速精准定位与装配，减少装配工装的数量和种类。
柔性装配技术采用先进的数字化装配定位技术（如激光跟踪仪），提高了产品装配的定位精度；采用可重组的自动化与模块化的柔性装配工装，减少了固定式装配工装的数量和种类，节约了工装制造成本，提高了生产效率；采用数字化仿真技术，在产品数据集基础上对产品装配协调路线，工艺过程等进行仿真，提高了工艺规划效率。
在上述技术的集成运用下，柔性装配技术显著地提高了飞机的装配效率和装配质量。
飞机数字化柔性装配关键技术及其发展_邹方
装配测试
１． 自动激光超声检测技术 ２． 外形数字化柔性测量技术 ３． 数字化检漏技术
１． 激光超声波检测仪 ２． 三维光学成像测量系统 ３． 便携式计算机辅助红外照相测量系统
可以组成数字化柔性装配系统。 飞机的装配一般分为４个阶段：
装配设计、装配准备、装配进行、装
进入９０年代，人们越来越重视飞 中，各主机厂都不同程度地采用了这 ２００５ 年实现每月生产 ３８ 套机翼，在
机的装配技术。最为著名的有欧洲 种技术。
机翼翼盒自动装配研究项目的第二期
ＪＡＭ（Ｊｉｇｌｅｓｓ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ
洛克希德·马丁公司在先进军机 （ＡＷＢＡ ＩＩ，１９９８ 年启动，为期２年）
Ｍ ａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ）、欧洲 Ａ Ｄ Ｆ Ａ Ｓ Ｔ 研制中采用了“柔性装配技术”，应 中考虑了多种柔性装配技术，以便降
装配关键特征树
务，尺寸调整复杂困难，严重影响飞 机的交付周期；
（２） 由于飞机的部件与全机身装
产品图
装配后的产品
配的自动化水平低，严重影响了飞机
的有效装配时间和加工质量的一致
性，装配效率低；
（３） 模拟量移形技术协调问题多， 约占整个新机研制技术问题的 ８０％，
产品零件图
制造后的零件装配 制造
严重影响周期；
２ ０ ０ ６ 年第９ 期 航空制造技术 31
专 稿 SPECIAL PAPER
用了自动化装配技术，这些工作为我
数字化柔性装配是建立在计算机 完成装配任务，达到优质、高效、低
国开展柔性装配技术的研究提供了一 数字信息处理平台上的融合飞机的全 成本、节省时间。先进的飞机柔性装
定的研究基础。
数字量协调体系，应用计算机信息技 配技术是保证飞机部件和飞机整体性
关于飞机数字化柔性装配工装技术的探索
关于飞机数字化柔性装配工装技术的探索摘要：本文首先对飞机数字化柔性装配工装技术的特点进行总结，对柔性化装配工装关键技术进行分析，对我国飞机数字化柔性装配的发展要求进行研究，对于减少我国飞机数字化装配技术和国外先进水平的差距，实现飞机研发和制造行业的跨越式发展，具有非常重要的意义。
关键词：飞机数字化柔性装配工装技术1、引言飞机数字化柔性装配工装技术是数字化装配技术的重要内容，已经在国内外航空企业得到广泛应用。
到目前为止，飞机装配工装技术已经经历了许多阶段，从最初的手工装配、半自动化装配、自动化装配，再到现在的柔性装配工装技术。
所谓“柔性装配工装技术”，就是基于产品数字量尺寸的，可以进行重组的模块化，以及自动化的装配工装技术。
一方面可以降低制造成本、缩短周期的同时，也提高了装配生产率。
本文对有关飞机数字化柔性装配工装技术进行分析和探讨，不足之处，敬请指正。
2 飞机数字化柔性装配工装技术的特点飞机数字化柔性装配工装技术的最大特点就是能够在产品数字量尺寸传递系统的基础上，以及配合数字化控制技术和系统，对产品装配等工作进行操作。
除此之外，飞机数字化柔性装配工装技术还克服了传统制造方法中模拟量协调系统的基础上装配工装的技术特点，比如说应用单一、生成周期较长、生成成本较高以及生成配合较为困难等。
还有就是，飞机数字化柔性装配工装技术能够实现和自动化制空设备、铆接设备、机器人等设备进行相互集成，达到柔性化装配精确度更高以及提升装配效率的目的。
3 柔性化装配工装关键技术飞机装配主要有以下四个阶段，为：装配设计、装配准备、装配进行以及装配测试，每一个阶段都有一个关键的技术，依次支撑飞机装配工艺技术，能够实现整个飞机装配高质量的同时，保持高效率。
3.1 定位技术飞机装配中柔性化定位技术的使用，可以在一定程度上减少零件结构发生变化的次数，同时也避免传统刚性定位方法中那种定位应力。
框梁类传统装配定位技术是基于工艺孔或者是结构交点孔进行定位，这种方法的工作量较大，而且生成效率较低。
关于大型飞机数字化装配技术分析
关于大型飞机数字化装配技术分析摘要：随着现代工业技术与制造业的不断发展，装配技术得到深入的研究。
从飞机工业的历程来看，飞机的装配技术经过了人工装配、半自动化的装配、机械装配、自动化装配，随着各国经济与技术的进步，数字化装配技术已经开始在多个国家的飞机制造领域得以应用，成为现代飞机制造技术的新焦点。
关键词：数字化；装配；制造；系统；应用1.引言随着社会的进步与发展，航空制造业的竞争形势不断严峻，市场上对于大型飞机的需求则是出现品种多、数量少的特点，一般要求在较短的交货周期内完成。
新的数字化装配技术可以一改传统的人工装配模式，极大地提高效率。
2.数字化装配技术概述目前对于数字化装配技术的定义还不完全，国内外对于其定义的研究还在进行当中。
从其技术发展历程来看，该项技术不仅可以达到快速研制，还能满足生产低成本的制造标准，往往将数字化在飞机设计制造的时候得以更为深层次的应用。
对于数字化装配方法而言，主要包含传统的数字化装配概念中的工装设计、制造及其装配的虚拟仿真，还包含柔性装配方法，更包含无型架装配方法这些自动化技术。
[1]对于飞机的数字化装配技术来说，一般包含数字化装配工艺技术以及数字化柔性装配工装技术，还包含光学检测以及反馈技术、数字化铆接技术与集成控制等多种先进技术的综合应用。
3.数字化装配技术国内外发展现状3.1国外研究现状在上世纪的八十年代，由于现代网络的兴起，加上计算机技术的不断发展，美国波音、洛克希德·马丁公司，还有欧洲的空客公司这些大型飞机公司都陆续地对飞机数字化装配技术进行使用。
国外一些发达国家数字化装配飞机技术的应用已经取得了成功，典型的产品包括波音777、A380与JSF等。
其中洛克希德·马丁公司在进行JSF战斗机研究制造之中，果断地将每架飞机的生产周期由之前的15个月缩短到了5个月，把工装数量从350个降低到19个，实现降低成本一半。
通过采用数字化装配技术后，对制孔的工具与工装大部分进行取消，利用较为先进的龙门钻削系统，充分利用了激光定位、电机驱动的精密制孔，提高了孔的质量，最终节省了九成以上的时间。
飞机工装数字化设计制造技术的研究与应用
数字化传递技术 、精确成形技术 、高精度数 控加工技术 ，实现工装模块化和通用化 ，产 品装配定位准确 、部件装配开敞、效率高。 ３ ３提高工装质量、缩短工装制造周期的需 ．
十分重要的作用。飞机工装 的设计制造水平 是反映一个国家飞机制造水平的关键指标之
一
。
目前 ，我 国飞 机 已基本 实现 了外 形 的三
维设计、结构的 ３ ／Ｄ Ｄ ２ 设计 ， 建立了数字样 机 （ 样段 ） ，实现了结构件 的数控加工等 ，
维普资讯
分迫切 。因此 ， 研究飞机工装数字化快速设 计制造技术 ， 构建飞机工装数字化设计制造
工装 Ｍ Ｓ系统 ，集成 工艺仿 真软件 。实现 工 Ｅ
装设计 制造 与飞机设计 的并行 ，实现 工装设 计 、制造 、管理信 息的集成 与共 享 ，减 少工
装数 量 ，提 高工装设计制造质量 和效率 ，以
满足 飞机 制造 对 工装数 字化设 计 制造 快速
响 应 的要 求 。
体系 ，实现减少工装数量 ，提高工装质量 ， 缩短工装制造周期 ， 提高工装数字化设计制
造快速 响应能力 已成为 飞机 研制生产亟待
解决 的 问题 。 ２ 飞机 工 装设 计 制造 的特 点
关键 词
飞机 工装 数字化 制造技术
幅度减少工装数量 、降低工装制造成本 、缩 短工装周期。如在军机 、民机装配中大量采 用孔定位方式的无外形卡板型架装配，利用
３ １构建飞机制造数 宇化体 系的需要 ．
目前 ，我 国飞机工装设计制造仍采用以 ． 模拟量数据传递为主， 数字量传递为辅的“ 综 合协调 工作法 ，它的特点是 ：采用相互联 系的制造方法 ，在制造工程中主要通过实物 的模拟量 （ 模线、样板、标准样件 ） 来传递 产品的形状和尺寸 ，达到工装生产之间的协 调性及零部件之间的互换性。这种传统的方 法与数字量传递法相比存在以下主要问题 ： ・ 工装设计制造必须严格按规定的串行 协调路线进行统计 ，采用飞机传统制造方法 ，单架 飞机的各类工装约 １ ２ ～ 万项 ， 占用整个飞机 研制生产周期的 １３ ／ ，工装返修率高达 ３％ ０ 左右。 通过建立飞机工装数字化设计、制造环 境和信息传递流程 ，开展 ３ 工装工艺设计 ， Ｄ 实现工装设计 、制造、管理信息的集成和共 享 ，达到工装设计 、制造 、安装 、检测一体 ’ 化 ，不仅可以解决工装工艺性、装配性差的
关于飞机工装设计制造技术之研究
关于飞机工装设计制造技术之研究摘要：为了提高飞机工装设计和制造的质量和效率，提出了提高飞机工装的设计和制造技术效率的建议。
在阐述飞机工装设计与制造的相关内容的基础上，结合当前飞机工装设计和制造中存在的主要问题，从工装柔性、数字化、发展速度等方面分析工装设计与制作的主要技术类型和应用。
关键词：航空航天工业；飞机工装；设计和制造；技术研究飞机制造通常需要大量的综合加工设备、人力、物力和经济资源。
由于飞机产品的结构、工作环境和标准不同于一般机械产品，除了传统的生产方法外，还为不同型号的零件、组件和部件制造特殊的技术设备。
该专用工艺装置用于零件加工成型、装配、测量检验、试验调试以及工艺设备之间的协调运动。
确保飞机零部件的质量，提高劳动生产率，确保飞机制造符合设计和适航要求非常重要。
起初机器的结构很简单，目前很多装配工作都是手工完成的。
工艺设备的要求不仅低，而且精度低。
随着飞行速度和飞机高度的逐渐提高，飞机设计师开始从事空气动力学特性和飞机生产精度的研究。
人工完成飞机上的所有安装工作是不可能的。
目前，工艺设备发挥着重要作用。
1飞机工装设计与制造的主要内容分析低刚度、高规格和高制作要求是飞机结构的主要特点。
为了确保飞机产品设计和制造的准确性和协调性，生产实践强烈依赖于大型成套工艺设备，需要大量的人力、物力和财力。
此外，研发周期长，制造成本高。
在新时代，许多国内飞机发动机制造商已接受订单开发各种飞机产品，这要求扭转当前工装开发和工业设备落后的工作局面，更有效地应对新飞机生产制造的需求。
1.1国外发展现状国外使用数字技术改进和优化传统的飞机设计和制造流程。
实践证明，这种方法可以非常有效地提高效率和节约成本。
安装时间仅为原始建造时间的十分之一，飞机的生产和维护成本减半。
这表明，数字技术在促进飞机制造技术的发展和发展方面发挥着重要作用。
1.2国内发展现状为了顺应全球趋势和发展速度，中国飞机制造商积极采用国外数字化设计和制造技术。
飞机数字化装配柔性工装技术体系研究
飞机数字化装配柔性工装技术体系研究摘要：在飞机组装的数字和柔性化背景下,国内航空业是强有力的倡导者。
要研究飞机柔性工装的数字装配技术,建立柔性工装数字装配技术体系,制定国产柔性工装设计和应用标准和指南。
这有助于提高国内飞机装配工具的数字化,技术柔性化工装应用。
随着我国经济、社会和科学的飞速发展,各行各业的可持续发展,飞机制造的质量和产量不断提高，已经不能满足当前的发展需要，提高新技术的有效应用，提高竞争力和需求。
关键词：飞机；数字化；柔性装配；关键技术结构件是对飞行性能有很大影响的机身连接件和支撑件,飞机结构件主要由数控制造,经过几十年的快速发展。
我国数控飞机设计技术取得了巨大成功,新一代飞机的快速发展和批量生产是国家航空安全的重要保证,结构设计必须面临质量和效率的提高两大挑战。
柔性制造系统是飞机结构件智能制造的重要支柱,为飞机结构件的改造和现代化提供了有效的方法。
飞机零部件加工,混合生产线,批量小,柔性高,要建立柔性生产体系,必须考虑工厂布局,货物运输效率,生产现场信息管理等。
物流设备的配置和规划是构建柔性生产线的前期规划的核心。
一、飞机数字化装配柔性工装技术1.定义和配置数字化柔性工装。
柔性工装是可快速回应产品变更的数字化装配，加速柔性工装的准备时间，并降低制造成本,并使用模块化系统将柔性工装重新装配成数字产品尺寸。
柔性工装技术是与装配的设计、制造和应用相关的一系列技术。
柔性工装结构按功能划分的静态和动态模块静态模块已经是一种模块化结构，主要由标准材料和连接器组成，这些标准材料和连接器是整个模型系统的基础，根据产品的具体要求而设计的动态模块,具有不同的自由度,连接装置可以根据产品的特性与静态框架连接,并适应动态模块。
动态模块可通过调整装置的自由和连接来更改模块的状态,以满足同类产品的要求。
2.柔性定位数字化工装。
柔性工装取决于操作系统的控制能力，而不是传统的固定工装。
为了将设备的定位数据传输到控制系统,首先将定位数据传输到数字控制系统,动态控制系统将数字数据的定位传输到位置矢量,最后通过元件的数字切换完成整个开关过程。
飞机数字化装配柔性工装技术体系研究_王亮.
北京航空航天大学机械工程及自动化学院王亮李东升在当前国内航空制造业大力提倡飞机装配数字化、柔性化的背景下,亟需深入研究飞机数字化装配柔性工装技术,通过建立柔性工装技术体系,以规范和指导国内柔性装配工装的设计制造及应用,从而提高国内飞机装配工装的数字化、柔性化技术水平以及柔性工装的应用规模。
飞机数字化装配柔性工装技术飞机产品结构复杂,零部件数量多,且多数零件为尺寸大、刚性小的钣金件,在装配过程中易发生变形。
为了满足飞机产品最终的装配准确结构开敞性差,不利于先进自动化连接设备和连接技术的应用。
而柔性工装克服了刚性工装的上述缺点,具有数字化、柔性可重复利用的特点,同时结构开敞性好,在产品装配时便于应用各种自动化连接设备。
国外通过广泛应用各种数字化柔性工装,不仅提高了飞机装配效率,同时降低了飞机生产制造成本,实现了现代飞机产品的精确装配、精益制造,大幅度提高了飞机装配水平。
当前,国外在飞机产品的各个装配阶段(组件级、段(部件级、部件王亮北京航空航天大学航空宇航制造工程专业博士毕业,主要研究方向为飞机数字化装配工艺及装备技术,现为北京航空航天大学机械工程及自动化学院机械工程专业博士后。
度要求,在飞机装配过程中采用了大量装配工装。
这不但可保证进入装配的飞机零件、组合件、板件或段件精确定位[1],而且应用工装还可以限制装配过程中的连接变形,使产品满足准确度及互换协调性要求。
此外,应用工装可以改善劳动条件,提高装配效率。
因此,工装在飞机装配过程中占有非常重要的地位。
当前飞机装配中应用的工装主要有两种结构形式:刚性工装和柔性工装[2]。
刚性工装刚性专用,设计制造周期长、存储占地面积大,而且Flexible Tooling Technology System for Aircraft Digital Assembly对接级中[3-10],均已经发展应用了相应的柔性工装。
而国内在飞机装配中应用的工装结构仍主要以传统的刚性、专用形式为主。
飞机柔性装配方法在飞机装配中的应用
飞机柔性装配方法在飞机装配中的应用一、飞机装配的需求二、柔性装配方法柔性装配方法是一种新型的装配工艺技术，其核心思想是通过柔性的装配手段，实现对工件的高效、灵活的装配。
相对于传统的装配工艺，柔性装配方法有着明显的优势。
柔性装配方法可以减少对专用夹具和模具的需求，降低了生产成本并减少了生产浪费。
柔性装配方法具有更高的灵活性和适应性，能够适应不同规格、型号的飞机组件的装配需求，减少了装配过程中的调整和换代成本。
柔性装配方法可以实现自动化装配，提高了生产效率，减少了人为错误和装配时间，有助于提高飞机装配的质量和稳定性。
柔性装配方法在飞机制造行业中具有重要的应用前景和意义。
1.利用机器人技术实现柔性装配近年来，随着机器人技术的飞速发展，越来越多的飞机制造企业开始将柔性装配方法与机器人技术相结合，实现飞机零部件的柔性装配。
通过引入工业机器人，可以实现飞机零部件的自动化装配，提高装配效率。
而且，机器人具有柔性的操作方式，可以根据不同的装配任务进行灵活调整，实现多种装配方式，缩短装配周期，提高装配质量。
通过机器人柔性装配方法，可以有效降低装配成本，提高装配效率，增强飞机制造的灵活性和适应性。
数字化技术是当前飞机制造业的一大趋势，其在飞机柔性装配中的应用也日益受到重视。
通过数字化技术，可以实现对飞机组件的高精度测量，实时数据采集和分析，为柔性装配提供了可靠的数据支持。
通过数字化技术，可以实现对飞机组件的三维扫描和建模，为柔性装配提供了精确的装配参数和装配路径，提高了装配的精度和稳定性。
数字化技术还可以实现对装配过程的模拟仿真，辅助人员制定最佳的柔性装配方案，提高了工作效率，减少了人为错误。
数字化技术在飞机柔性装配中的应用将有助于提高飞机装配的精度、稳定性和可靠性。
3.智能化装配工具的应用智能化装配工具是柔性装配方法的重要组成部分，其依靠先进的传感器技术和智能控制系统，实现对飞机组件的高效、精准装配。
通过智能化装配工具，可以实现对飞机组件的实时监控和调整，保证了装配质量。
对于飞机数字化装配技术体系研究
对于飞机数字化装配技术体系研究摘要：目前飞机已经成为人们出行的主要工具，我国航空制造科研所已经在利用数字化技术研制先进的飞机装配技术，完善技术装备，为我国飞机数字化装配技术的发展提供技术基础，促进我国飞机数字化装配技术的发展。
飞机数字化装配技术一定程度上体现一个国家的综合国力，随着计算机网络信息技术的发展，飞机数字化装配技术迎来新的发展阶段。
因此实际中有必要做好飞机数字化装配技术研究工作。
基于此，本研究中笔者查阅相关文献资料展开论述，第一部分阐述技术发展现状，第二部分分析各种装配光剑技术，最后展望飞机数字化装配技术发展趋势。
关键词：飞机数字化；装配技术；发展趋势引言：现代飞机加工制造能力一定程度上体现国家的综合实力，也是提高国家国防现代化程度的主要手段。
飞机制造的核心环节就是飞机装配，该环节的工作量占据到整个飞机制造的一半左右。
飞机装配环节涉及到众多学科，包括成千上万个零部件，工作量极大，安装精度要求高，是飞机制造中的一个重难点，虽说目前我国飞机数字化装配技术研究取得一定的成绩，但与国外发达国家相比存在不小的差距，因此实际中有必要做好飞机数字化装配技术的研究工作。
一、飞机数字化装配技术现状飞机数字化装配技术是在计算机网络技术、机械制造及计算机辅助设计基础上发展而来的，该技术诞生于西方国家。
飞机数字化装配技术的出现彻底颠覆传统飞机设计装配方式，促进飞机制造水平的提高。
目前我国飞机数字化装配技术虽有一定成绩，但依然处于初级发展阶段，技术特点表现为：飞机产品设计中工艺及工装设计水平滞后，给飞机装配造成极大困扰；现场工作中装配工人严重依赖图纸与工艺文件，受到其他因素影响极易造成工作事物，直接造成飞机装配工期延迟；飞机大部件与总装过程中依然采用传统装配方法，只有少部分装配环节实现数字化传递；对接装配质量偏低，这是因为这个环节多采用手工操作，造成孔销配合精度偏低，直接影响飞机疲劳度；飞机系统检测依然没有形成以产品为对象的数字化装配检测生产线，生产过程中无法进行过程管控，造成质量问题出现返工情况。
飞机壁板装配柔性工装设计与优化技术研究
飞机壁板装配柔性工装设计与优化技术研究摘要：飞机数字化柔性装配技术是一种能适应飞机快速研制、生产、制造低成本化、工装设备模块化及可重组化要求的先进装配技术。
鉴于此，笔者就飞机壁板装配柔性工装设计与优化技术进行相关探讨，仅供参考。
关键词：壁板装配；柔性工装设计；静应力分析1飞机壁板柔性工装结构设计飞机壁板柔性装配工装采用框架结构，框架横梁上有导轨，导轨上装有移动滑块，可调形卡板支架装在移动滑块上，壁板卡板在框架内沿滑动导轨滑动。
卡板可成组拆换，其上装有真空吸盘；移动支架通过数字化控制装置控制沿滑轨移动到对应壁板的相应位置，将壁板卡板锁死固定。
壁板蒙皮采用耳片孔定位，定位器设置在定位条上，定位条针对不同曲率的壁板具有可拆卸更换，不同曲率的壁板配有不同的成组卡板，且卡板上带有壁板夹紧装置，以防止由于真空吸盘故障而造成壁板脱落，吸盘吸附壁板贴合在卡板上，通过数字测量，检查壁板的定位满足工艺需求。
2飞机壁板装配柔性工装柔性化体现壁板装配柔性工装柔性化的具体体现形式在于定位的柔性化、夹紧固持柔性化且一套工装能实现不同型号产品的装配。
第一，该壁板装配工装能够通过更换定位条和壁板卡板实现不同壁板位置的定位和外形的定位，卡板的位置可有控制系统控制伺服电机通过齿轮齿条啮合带动卡板沿框架移动，结合激光跟踪仪等数字化测量技术实现卡板定位支点精确重构调形，实现了壁板的定位有传统的模拟量控制向数字化精确控制的飞机装配制造模式转变；第二，该壁板装配工装不仅可以通过更换不同的卡板，基于DA孔装配工艺来实现不同壁板的装配，也能通过可移动型架的移动实现如翼盒和垂尾等以骨架外形为基准的产品的装配。
首先将壁板采用耳片定位并用外形卡板上的吸盘固定，壁板的外形面与吸盘的定位面贴合，即壁板达到理论外形状态，然后以34骨架外形为基准，将壁板型架沿轨道向骨架外形推进，在推进的过程中，翼盒骨架某些部位将首先接触壁板，这时继续移动壁板工装，这样将导致该处壁板顶向吸盘后推，直至壁板完全与骨架贴合，即使定位达到装配容差要求。
基于数字化的飞机柔性装配技术研究
型相 似部件 装 配 的柔 性 装 配 型架 ， 多 点 阵成 形 如 真空 吸 附式 万 能柔性 工装 系统是 一组 带真 空吸盘 的立 柱阵列 ， 块化 的立 柱 可 由程 序 控 制 三维 移 模 动到 空 间任 何位 置 定 位 ， 成 与装 配 件 曲面完 全 生 符 合并 均匀分 布 的吸 附点 阵 ， 能精 确 和 牢 固地 夹 持壁 板 以便 完 成 钻 孔 、 接 和 铣 切 等 装 配 工 作 。 铆
关键 词 ： 数字化 ； 柔性 ； 装配 ； 集成
中 图分 类 号 ：２ ０ Ｖ ６ 文献 标 识 码 ： Ａ
Байду номын сангаас
随着 计算 机科 学 的不 断 发 展 ， 字化 技 术 已 数
架 的装 配方式 ， 装配 型架 的设计 、 造 、 制 安装 、 调整 基本 采用 了 以飞 机 设 计 数 模 为 依 据 ， 合 Ｃ Ｄ 结 Ａ／
当壁板 外形发 生 变化 时 ， 工装 外 形 和 布局 自动进
高飞机装配质量 ， 加快飞机研制周期 ， 降低飞机生 产成 本 ， 改善 飞 机装 配 的工 作 强度 是 飞 机 数 字化
柔性 装配研 究 的主要 问题 。飞机 柔性装 配 是指一
套 装 配工装 （ 配 型 架 ） 够 完 成 两 个 或 两 个 以 装 能
２７ 年６ １ 第 ０ ０ 第月 ２卷 ３ 期
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装还广泛用于翼梁 、 升降舵、 机身的柔性装配和环 铆 系统 中 。
飞机数字化柔性装配技术研究
飞机数字化柔性装配技术研究【摘要】由数字化的柔性可重构工装、自动化的数控连接设备、数字化的测量检验设备和信息化的集成管理平台构成的飞机数字化柔性装配生产线，是现代飞机装配的典型特征。
【关键词】飞机数字化柔性装配1 引言传统的飞机装配采用刚性工装定位、手工制孔连接、基于模拟量传递的互换协调检验方法和分散的手工作坊式生产。
自20世纪80 年代以来，随着计算机辅助设计/制造（CAD/CAM）技术、计算机信息技术、自动化技术和网络技术的发展，数字化技术在现代飞机制造中得到了广泛的应用，飞机制造进入了数字化时代。
在数字化技术的推动下，飞机装配技术快速发展，形成了现代飞机的数字化柔性装配模式。
数字化柔性装配模式具体表现为：在飞机装配中，以数字化柔性工装为装配定位与夹紧平台，以先进数控钻铆系统为自动连接设备，以激光跟踪仪等数字化测量装置为在线检测工具，在数字化装配数据及数控程序的协同驱动下，在集成的数字化柔性装配生产线上完成飞机产品的自动化装配。
2 飞机装配生产线特点一般机械制造中的装配线是指人和机器的有效组合，通过将生产中的输送系统、随行夹具和在线专机、检测设备等进行有机组合，从而满足多品种产品的装配要求，充分体现了设备灵活性。
装配生产线的应用，提高了生产效率缩短了制造周期，但自动化生产线的成本较高，主要用于批量生产，如在汽车行业。
但飞机产品型号多、批量少的特点使得飞机装配生产线需要在具有一般机械产品装配生产线的特点基础上，还应具有一定的柔性功能，这样同一生产线既能用于同型号同批次，又能适用于同型号改进改型系列机型的飞机产品装配，从而满足了装配生产线对产品产量的要求，可充分发挥其优势，实现现代飞机产品的精益制造。
与国外发达国家相比，我国现代飞机柔性装配生产线技术无论在研究层面还是应用实践层面都存在较大的差距，主要表现在：(1)现有的产品设计模式和产品特征没有充分考虑产品柔性装配技术的应用需求，不适应柔性装配生产线的发展要求。
航空宇航制造——柔性装配技术
航空制造工程概论报告题目：飞机柔性装配技术学院：机电学院班级：05010703学号：2007姓名：2010年04月27日【摘要】结合我国现阶段飞机装配背景，将国内外装配进行比较，探讨了飞机柔性装配技术的优势与发展前景。
对柔性装配工装，柔性制孔，虚拟装配等进行了分析与研究，报告目前国内外飞机柔性装配技术的现状，以及柔性装配技术在未来飞机制造业中的作用。
关键词：柔性装配技术；柔性装配工装；柔性制孔；虚拟装配。
1 背景飞机装配是飞机制造过程的主要环节。
飞机装配过程就是将大量的飞机零件按图纸、技术要求等进行组合、连接的过程，分为部装(零件→组合件→段件→部件)和总装(各部件→全机身)。
飞机的设计制造难度大，周期长，不仅表现在它的零件数控加工量大，而且表现在它的装配复杂性和难度。
飞机的装配工作量约占整个飞机制造劳动量的40％～50%(一般的机械制造只占20% 左右)。
飞机装配质量和效率取决于飞机机械连接技术，如自动钻铆、干涉连接、高质量紧密制孔、孔挤压强化、电磁铆接等，而装配件准确度受制于装配型架的制造和安装准确度。
迄今为止，装配技术已经历了从手工装配、半机械/ 半自动化装配、机械/自动化装配到柔性装配的发展历程。
飞机柔性装配技术的应用是当前国内外飞机制造业数字化制造的大趋势，能够克服飞机制造模线--样板法在模拟量协调体系下需要大量实物工装且应用单一、制造周期长、费用高等缺点，通过与自动化制孔设备、数控钻铆或自动电磁铆接设备等自动化装备的集成可组成自动化、数字化的柔性装配系统，缩短装配周期，提高和稳定装配质量。
柔性装配技术的范畴很广，涵盖了柔性装配工装、柔性制孔、装配系统、装配（含装配工艺）设计、虚拟装配、装配集成管理、数字化检测、面向柔性装配的设计等技术领域。
2 国内外研究现状目前，国内仍大量采用传统型架进行人工装配，装配的自动化和柔性化水平较低，数字量协调尚未贯穿飞机整个装配过程，面向装配的设计理念还未形成共识。
飞机数字化柔性装配工装技术
精确度较高是飞机制造以及装配过程的明显特征、人工手动、机械自动以及装技术是其主要发展阶段。
在全新的发展时期，柔性装配工装技术一种成为核心技术支撑飞机制造以及装配过程的顺利开展。
数字化、自动化以及信息化等多方面科技元素是柔性装配工装技术不可缺少的部分，为在真正意义上促使柔性装配工装技术得以提升必须实现对上述因素的充分考虑。
这对我国飞机行业的制造以及研发的进步有极大的促进作用。
一、柔性装配工装技术的概念人工装配是传统装配技术的主要特征，经过几百年的发展才逐步实现向近代机械设装配的转变。
通过对后工业化时期进行分析可以发现，在计算机、仿真以及模拟等技术的大力推动之下柔性装配工装技术逐步成为装配技术发展的主要趋势与方向。
促使自动化装配工作技术得以实现就是柔性装配工装技术的实质与目标。
在实际针对产品进行一系列的设计、研发以及制造过程中我们必须实现对产品数字化信息的全面掌握，并在科学重组装配工装环节模块化的基础上促使自动化装配工作技术得以实现。
为在真正意义上统一上下游操作必须得到柔性装配工装技术的统一，成本低以及加工周期短是柔性装配工装技术的显著优势与特征，装配工作的质量可在这一过程中得到明显提升，同时可从根本上实现对装配工作效率的保障，这也是全新的发展时期装配工作技术发展的主要目标与需求。
二、飞机装配中应用柔性装配工装技术的特点飞机组件以及产品在尺寸上相当巨大，进而对重量以及精度有较高要求。
如果在这一过程中使用传统的人工装配技术或者机械装配技术一定会导致工装出现一系列问题，其中主要包括效率、质量以及安全等。
在实际工作中实现对柔性装配工装技术的使用是改善上述现象的重要手段。
在了解飞机组件尺寸、重量以及精度方面我们也可借助柔性装配工装技术的利用，这不仅可促使飞机装配环节得到有效整合，同时还可促使柔性装配工装技术的作用与价值得到最大限度的发挥。
合理应用柔性装配工装技术可以克服传统技术中人为和机械误差，在自动化和数字化柔性装配工装设备的应用下，真正实现组件、设备、人员的相互集成，在提高飞机装配精度的同时，提高飞机装配的效率。
飞机数字化装配技术及装备书
飞机数字化装配技术及装备书标题：飞机数字化装配技术及装备书飞机数字化装配技术及装备书随着科技的不断发展和创新，飞机制造业也在不断地引入数字化装配技术，以提高生产效率和质量。
本文将介绍飞机数字化装配技术的概念、应用以及相关装备书的重要性。
首先，数字化装配技术是指通过使用计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）等技术，将传统的手工装配过程转化为数字化的自动化装配过程。
这种技术可以减少人力成本，提高生产效率，同时还可以减少装配过程中的错误和缺陷，提高产品的质量和可靠性。
在飞机制造业中，数字化装配技术被广泛应用于飞机的结构件装配、电气系统装配、液压系统装配等方面。
例如，在结构件装配方面，传统的手工装配需要依靠工人的经验和技巧，容易出现错误和漏装等问题。
而通过数字化装配技术，可以通过虚拟装配和仿真验证，消除装配过程中的错误，提高装配的精度和效率。
此外，数字化装配技术还能够提供装配过程的实时监控和数据记录，为后续的质量管理和故障排查提供重要的参考依据。
通过对装配过程中的数据进行分析和统计，可以及时发现和解决潜在的问题，提高飞机的整体质量和可靠性。
然而，要实现数字化装配技术的应用，需要相应的装备书来指导实施。
装备书是一种记录飞机装配过程和规范的文档，包括装配工艺、装配顺序、装配要点等内容。
这些装备书可以帮助工人正确理解和掌握装配要求，保证装配过程的准确性和一致性。
因此，编写和更新装备书是飞机制造企业中的一项重要工作。
这些书籍需要经过严格的审核和评审，确保其准确性和完整性。
同时，装备书的内容还需要与实际装配过程相适应，确保工人能够根据书中的指导完成装配工作。
总之，飞机数字化装配技术的应用对于提高飞机制造业的效率和质量具有重要意义。
通过数字化装配技术，可以减少人力成本，提高装配的精度和效率，同时提供实时监控和数据记录，为质量管理和故障排查提供依据。
然而，要实现数字化装配技术的应用，需要相应的装备书来指导实施。
数字化技术在飞机装配中的运用
（作者单位：哈尔滨飞机工业集团有限责任公司）数字化技术在飞机装配中的运用◎孙恒飞机制造属于高技术性系统工程项目，技术要求较为严格，生命周期长且资金需求量大，是社会经济发展与进步的关键影响因素，也是国家科技水平的重要体现。
飞机装配时，对各组件的精度及装配的精度均具有较高的要求，当前阶段，计算机信息化系统已逐步应用于飞机装配当中，数字化技术也有一定程度的应用，传统的人工装配模式正在逐步转化为数字化装配，通过全面的数字检测及数字化装配技术，可实现更为精准与高效的飞机装配。
一、当前飞机装配技术的应用现状分析科技创新与发展应用背景下，飞机装配技术也在进行优化发展，越来越多先进的技术及设备应用于飞机装配当中，如激光跟踪仪、数字化检测技术等等，优化了飞机装配效率，提高了装配的精准性，然而数字化技术在飞机装配过程中仍存在一定的不足，具体如下：1.与飞机装配相适应的数字化建设不全面。
目前，飞机装配中仅在部分组件装配过程中实现了数字化技术的应用，但更多装配环节中数字化技术应用率不高，仍然维持以往的装配方式。
这主要是由于一方面，飞机是一个复杂的系统工程，有其内在的逻辑及各类工程难题耦合在一起，另一方面数字化技术在飞机装配中的应用仍处于初期，未能有所突破以满足飞机装配过程中的各项要求，同时解决装配过程中可能出现的各种问题，使得各装配环节均能应用数字化技术开展。
2.开展数字化应用的资金不充足。
飞机作为系统工程，整个生命周期较长，虽然有并行工程、联合开发设计等方法，但在现有已定型并开始批量生产的飞机型号再重新考虑进行数字化装配时，为实现装配精度，设计与优化将存在很大难度，并且为保证数字化技术的应用，将在研发、实验等各个环节投入大量资金，因而难以确保现有的飞机型号装配中能够有效应用数字化技术。
而在飞机型号设计之初就考虑到数字化技术的应用，虽然能一定程度的减少成本，但在型号研制以及适航取证的过程中，仍然将会有大量资金需要投入到比传统的制造方式更多的实验及验证中。
飞机数字化装配技术分析
飞机数字化装配技术分析摘要：为实现智能化飞机装配，行业技术人员应在飞机装配技术发展进程中融入先进数字化技术，以满足时代发展需求，保障飞机装配质量和效率。
本文先分析飞机数字化装配技术体系包括的技术内容，进而探究飞机数字化装配技术的具体应用。
相关行业人员应注重应用数字化装配技术，以强化我国飞机制造水平。
关键词：飞机；数字化；装配技术引言：我国技术水平的提升，为各行各业带来发展机遇。
航空制造业应注重创新生产技术，以实现产业突破。
在产品制造阶段，为在最大程度上保证零件质量，业内技术人员应在生产链运作中引用数字化技术，加大对产品装配环节的重视。
飞机作为关键交通工具，一旦发生安全事故，将会造成巨大损失。
所以，如何通过技术创新促使飞机装配水平提升，是当前航空制造业需要重点探究的课题。
1数字化装配技术体系1.1数字化装配工艺在科学技术高速发展的时代背景下，飞机数字化装配技术已在诸多工业领域广泛应用。
通过数字化装配技术体系的合理应用，可借助三维实体模型的集成对产品定义信息进行完整表达，并以实体模型作为制造依据，在实际装配工作中投入使用，以提高装配科学性。
数字化装配工艺设计在数字化装配技术体系中属于基本内容，其可归类于基于模型的MBD定位技术，这一技术在数字化定义规范的前提下，通过三维建模的方式定义产品，最终可完成三维工装模型和三维数字样机的打造[1]。
1.2装配定位、制孔、连接技术在数字化装配技术体系中，还包括装配定位技术、制孔技术和连接技术。
其中，装配定位技术在实际应用中可分为零件装配基准孔面和工装定位两方面，但在运用飞机数字化装配技术进行飞机装配时，为保证飞机定位的精准性，往往会应用段件、板件、组合件及许多其他的装配零件。
基于飞机数字化装配技术的柔性工装，可使传统装配工作中存储占地面积大、刚性工装刚性专用限制、结构开敞性差以及设计制造周期长等问题得到妥善处理，从而充分发挥其数字化、柔性化、模块化的应用优势。
当前飞机结构的装配大都应用机械化的连接方式，尤其在部分新型飞机数字化装配制孔技术中，主要通过对其结构形式、表面质量、配合性质等方面的调整，使其整体连接状态得到改善。
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飞机数字化柔性工装技术研究陈昌伟,胡国清,张冬至(华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州 510640)摘要:中国工装设计制造水平低,已成为飞机快速研制及批量生产的瓶颈。
分析了目前中国飞机装配中存在的问题,总结了国外飞机先进数字化柔性工装的研究及应用现状,综述了虚拟装配、柔性工装、数控钻铆、激光跟踪等数字化装配关键技术,指出了实现中国飞机数字化装配跨越发展的技术途径。
关键词:飞机;虚拟装配;柔性工装;数字化钻铆;激光跟踪中图分类号:V262.4 文献标识码:A 文章编号:1672-1616(2009)09-0021-04 航空工业是国家经济和国防建设的战略性产业,它的持续发展推动了诸如新材料、通信及先进制造等技术的发展。
飞机制造具有结构尺寸大、零件形状复杂且种类繁多、气动外形严格及加工精度高等特点,必须使用大量的装配型架来保证装配质量。
用于设计制造装配型架(简称工装)的生产周期和成本在整机研制中占很大的比例,装配工作量占整个飞机制造总劳动量的40%～50%,且最终产品品质在很大程度上取决于装配的质量[1,2]。
成套工装的设计制造需要大量人力、物力和财力的投入。
目前,国内航空公司面临着多种型号飞机的同时研制及批量生产,工装难以满足装配需求,已成为飞机生产的瓶颈。
1 我国飞机工装设计制造研究现状我国航空工业主要沿袭前苏联的组织生产模式,飞机工装也不例外。
目前,我国工装整体设计制造水平落后,主要表现在:工装设计虽采用了计算机辅助设计(CA TIA),但未充分利用优化分析(CAE)及虚拟预装配技术,致使型架需反复修改;制造能力差,采用外协加工存在资质认证困难、保密性差、交货周期长等问题;整机装配仍采用手工作业或人工控制,精度和效率较低。
与西方先进航空企业相比,我国的工装型架数目多、占地面积大、制造周期长、成本高、安装在型架上的定位件及测量仪器缺乏标准化和模块化,同时以模拟量传输协调各工艺环节的“串行工程”模式,严重阻碍了装配质量的提高及研制周期的缩短。
低效的传统飞机装配技术已成为制约我国飞机快速研制的巨大障碍。
近年来,我国航空企业及科研院校在引进国外先进装配技术的同时,在工装设计方面的研究较多,主要集中在采用CAD技术进行飞机型架及相关性设计,包括型架标准件库的建立和型架优化及参数设计等[3～5]。
在测量技术方面,计算机辅助电子经纬仪(CA T)及激光跟踪仪(L T)等先进设备已逐步用于飞机装配并实现国产化。
在虚拟预装配方面,开展了飞机装配工序可视化仿真、装配路径优化及装配容差分析等研究。
总之,我国飞机工装整体研究格局相对较为零散,工程缺乏系统化。
2 国外飞机数字化柔性工装研究及应用飞机数字化装配技术兴起于20世纪80年代后期,迅速发展于西方航空发达国家。
1994年欧盟提出“基于协作型多功能操作机器人的航空产品柔性装配系统”研究项目[6],其最终目标是实现数字化无型架装配(JAM)。
美国Boeing777研制周期缩短了50%,出错返工率减少了75%,成本降低了25%,成为数字化设计制造与并行工程技术成功应用的典范。
2001年～2004年欧洲的ADFAST项目把研究目标定位于经济实用的重构工装系统(AR T)和集成测量系统上,获得重大突破。
空客公司2005年机翼盒自动装配的AWBA2研究项目应用了多种数字化柔性装配技术,降低了成本,缩短了周期,收稿日期:2008-12-22作者简介:陈昌伟(1985-),男,湖南衡阳人,华南理工大学硕士研究生,主要研究方向为飞机柔性工装。
12・现代设计与先进制造技术・ 陈昌伟 胡国清 张冬至 飞机数字化柔性工装技术研究实现了月产38套机翼。
波音公司在研制737时构建的基于构型控制的数字化制造信息管理系统(DCAC/MRM )[7],及近年来研制787所采用的全球协同管理技术(G lobal C o 2laboration Environment ,G CE ),使得数字化技术平台在同行业航空企业竞争中取得优势,象征性事件是2007年7月8日波音787Dreamliner 的如期下线,同时波音公司宣布已取得1100多亿美元的707架波音787飞机的订单。
洛克希德・马丁公司牵头研制的J SF 战机原型机X -35,采用具有激光定位、电磁精密制孔等数字化柔性装配特点的龙门钻削系统,使装配周期减少了2/3,工装数量由350件减少到19件,成本降低1/2。
Leica L TD500激光定位配合液压校平系统及移动装配生产线,大大减少了对接时间,实现了大部件的对接装配数字化。
先进的装配理念和方法,如决定性装配[8](Determinant Assembly ,DA )、以骨架为基准的自动装配技术等也广泛应用于大型飞机自动化装配。
图1为Boeing787总装及移动概念图。
图1 波音787总装及移动Boeing787机身第43段的复合材料整体筒体与钛合金框件实现了自动化装配。
采用内外两套独立的装置,在装配时实现自动定位、夹紧、制孔、安装环槽钉并完成环圈自动镦铆,由电磁提供铆接动力,目前该技术已在日本三菱重工投入使用。
为实现飞机复合材料平尾升降舵装配,空客公司研制的复合材料升降舵柔性装配系统可自动完成后缘的测量和校准、上下壁板钻孔和锪窝、铆钉选择及供给、注胶、铆接及壁板表面波纹度测量等[9,10]。
3 数字化柔性工装关键技术数字化柔性装配是建立在计算机数字信息处理平台上,一个融合飞机特征的全数字量协调体系。
通过自动夹持、制孔、铆接及无缝校准对接,完成组装、部装及总装。
它能适应飞机的尺寸规格、批量、装配工艺、场地及时间变化,在有限的场地内完成快速装配,达到优质、高效、低成本。
数字化装配关键技术包括虚拟装配技术、柔性(无型架)装配技术、自动钻铆技术及激光跟踪测量/检测技术等。
图2所示为数字化装配技术框架。
图2 数字化装配技术框架3.1 虚拟装配技术虚拟装配是基于并行设计与分析环境的数字化预装配(Digital Preassembly ,DPA ),装配过程仿真综合考虑了零件的几何信息、工装信息、BOM 定义、作业路线、工作指令等,在预装配仿真中发现问题,优化工艺,提高效率及降低成本。
图3所示为国外某航空公司先进虚拟装配环境界面。
图3先进虚拟装配用户界面3.2 柔性(无型架)装配技术柔性装配技术是一种能适应快速研制、低成本制造及工装可重组模块化的先进装配技术。
发展目标是无型架数字化装配平台,涵盖了柔性工装、精确定位与测量、数据采集/处理系统。
无型架数字化装配技术将彻底减少飞机装配对型架的依赖性。
目前国外柔性化装配技术主要表现在以下几个方面[11～14]:a.行列式高速柱柔性工装。
行列式高速柱工222009年5月 中国制造业信息化 第38卷 第9期装适用于壁板及翼梁装配,如波音飞机727、737、777、C -17等飞机翼梁的装配和空客A330系列机翼壁板的装配。
最新的A380壁板及翼梁装配也采用了此类工装。
图4所示为波音727机翼柔性装配现场。
图4 波音727机翼柔性装配b.多点阵成形真空吸盘柔性工装。
多点阵成形真空吸盘工装由一组立柱吸盘组成,吸盘在程序控制下移动定位,生成与装配件曲面完全符合并均匀分布的吸附点阵,能精确、可靠地定位和夹持壁板。
当飞机型面发生变化时,吸附点阵在伺服控制下相应改变。
该工装广泛应用于戴姆勒-奔驰宇航、波音、MD 及EADS 等公司的军、民用飞机生产。
c.移动装配生产线技术。
波音公司将飞机放在由传送链移动的轮车生产线上,使飞机沿生产线移动装配。
通过射频信号实时传送来实现对飞机移动装配生产线的远程控制,并监控飞机移动的情况。
飞机在2个装配台的移动只需1h ,可同时移动7架飞机,并能保证飞机之间的等距及等高。
同时因传送链在地板上,地下总线能够保证恒电流供应及防火等监控管理。
目前,波音公司已经在移动装配生产线上连续建造了波音717、737、757等单通道飞机。
该技术大大缩短了民用飞机交付时间。
3.3 数字化钻铆技术自动钻铆装配生产线,包括部件装配钻铆、对接钻铆及机器人钻铆,综合了数字化整体结构精确制造技术、激光跟踪测量定位、伺服控制等先进技术,实现了对大段壁板的钻铆装配工作,提高了飞机的装配质量及效率。
近年来兴起的电磁铆接在干涉配合铆接、复合材料结构铆接、难成形材料铆钉铆接、干涉配合紧固件安装及改善劳动条件方面有无法比拟的优势[15],将在大飞机制造中发挥重要作用,具有广泛的应用前景。
目前国内有关航空企业及科研院校已着手该项研究。
图5所示为空客A340机翼数控钻加工。
图5 空客A340机翼数控钻加工3.4 以激光跟踪仪为核心的数字化测量技术飞机制造使用的测量设备有:三坐标测量机、电子经纬仪、光学准直仪、激光自动跟踪仪、激光雷达扫描仪、CCD 照相测量系统及室内GPS 系统等[16]。
它们在装配线中用来测量和定位工装或直接定位装配构件,是飞机装配质量的保证。
图6所示为某航空公司实时激光准直仪测量概念图。
图6 激光准直仪测量概念图集激光干涉测距、光电检测、精密仪器、现代数值计算理论于一体的激光跟踪仪是数字化测量/检测的核心,与传统的三坐标测量机相比,具有无接触、便携、高速、高精度、高效及通用等优点,几十米内的测量精度可达±5μm ,完全满足大尺寸部件对接装配的要求。
4 我国飞机数字化柔性工装的技术途径4.1 建立工艺规范化仿真装配体系全数字化工艺规范体系是虚拟预装配技术的32・现代设计与先进制造技术・ 陈昌伟 胡国清 张冬至 飞机数字化柔性工装技术研究基础,创建基于知识工程、实例推理技术及人机交互式装配的工艺规范体系成为必然。
结合目前我国航空制造企业的需求和实际情况,亟待开发一套飞机可视化仿真装配系统。
其一,利用机构仿真、干涉检查及强度分析等虚拟装配技术验证飞机结构、功能及性能的合理性;其二,利用多媒体可视化处理仿真结果,在车间客户端输出,对装配工人具有很好的“示教”效果,避免出错及返工,其流程如图7所示。
图7 规范化工艺虚拟装配流程4.2 引进和开发柔性工装及自动钻铆等关键设备国外先进航空企业的实践证明,采用数字化柔性工装是缩短生产准备周期、降低成本及提高装配质量的有效途径。
国内航空企业可结合自身的需要,先引进部分柔性工装及自动钻铆等关键设备组建局部组件柔性装配中心,然后攻克其关键技术,开发具有自主知识产权的壁板、翼梁、水平安定面升降舵、机身及对接柔性工装系统,逐步实现装配自动化。
诸如泄漏检测、复合材料自动无损探伤、装配在线检测等先进检测技术的研究也要同时进行。
当然,这个过程需要航空企业与国内科研院校开展广泛密切的合作。
4.3 面向装配的数字化标准规范体系及数据管理目前我国航空企业所沿用的苏联生产与管理体系已严重阻碍了数字化技术的发展。