探究飞行器大型薄壁件制造的柔性工装技术
飞行器大型薄壁件制造的柔性工装技术
飞行器大型薄壁件制造的柔性工装技术我们针对飞机蒙皮数字化精确制造和绿色制造的需求，正在研究开发可替代传统化铣工艺的新一代高质高效绿色制造系统（已申请发明专利）。
在新系统上，成形后的蒙皮经过一次装夹即可完成传统化铣工艺中的粗修、铣凹、切边、开孔等工序，消除了多次装夹带来的误差，既提高加工精度又提高生产效率。
另一方面，新系统加工时无污染物排放，加工废屑可回收，电能消耗减少，环保节能效果显著，可实现绿色制造。
航空、航天工业涉及众多学科和专业的深入交叉，是高新技术最为富集的领域。
目前，发达国家为提高先进航空航天产品的综合性能，广泛采用整体结构和大尺度的薄壁件，如飞机的骨架和蒙皮等。
但整体结构和大尺度薄壁件不仅尺寸大，非常容易变形，而且结构复杂，形状精度要求很高，制造难度相当大。
此外，大型薄壁件的外形多数与飞行器的气动性能有关，周边轮廓与其他零部件还有复杂的装配协调关系，装配难度也非常大。
因此多年来，大型航空薄壁件制造技术作为飞机机体制造的六大关键技术之一，一直困扰着航空工业[1]。
另一方面，飞行器制造，特别是大型飞机的制造，属于典型的多品种小批量制造，因此对制造过程的柔性有特别突出的要求。
传统和柔性制造系统（FMS）虽然可实现常规刚性零件的柔性制造，但却难以实现飞行器大型薄壁件的柔性制造。
主要原因是，传统工艺装备无法实现易变形薄壁件的柔性定位、柔性装夹、柔性输送和柔性存储，因此仅靠数控机床本身的柔性和常规自动化物流系统无法实现对这类特殊零件实施高柔性制造，更无法实现系统化的柔性制造（从柔性成型、柔性加工到柔性装配的全过程柔性制造）。
以上两方面问题的叠加和交错影响，使得飞行器大型薄壁件的柔性制造变得非常复杂，已成为航空、航天制造中的重大难题。
业界认为，解决此问题的关键是大型易变形薄壁件的柔性工艺装备技术。
只有高柔性抗变形的新型工艺装备与先进数控机床相配合，才能真正有效解决这一难题。
因此，对柔性工艺装备的理论、方法和实现技术进行深入系统研究，在此基础上加速发展柔性工装产品并加强在实际中推广应用，对解决飞行器制造中的上述关键问题，对促进我国航空、航天工业的发展，具有重要实际意义。
飞机柔性装配方法在飞机装配中的应用研究
飞机柔性装配方法在飞机装配中的应用研究摘要：在航空工业中，飞机装配是一个非常关键的环节。
在技术发展的今天，国外的大型飞机制造商利用先进的技术，打破了传统的装配方式，利用单一的产品资料来源建立了数字量尺寸协调体系，对大型飞机装配工艺进行了优化，同时也对装配仿真、虚拟现实、平行工程等虚拟技术进行了研究，并利用柔性装配技术实现了大飞机装配的自动化，极大地提高了装配的效率和质量，成为了今后飞机装配的主要方向。
关键词：柔性装配；飞机装配；应用研究随着科学技术的迅速发展，科研工作得到了越来越多的重视。
航空工业是我国科技进步的主要力量，因此，在飞机组装技术上不断进行革新。
柔性装配是航空工业中一项新兴的技术，它对提高飞机组装的效率和质量有着十分重要的作用。
1.飞机柔性装配概述1.1飞机柔性装配工作内容飞机组装工作严格遵循尺寸、型号和组装工艺的一致性。
在飞机总装全过程中，将几百个工艺装备部件按照工艺和技术要求进行组装，以实现全机件、装备的组装，最终实现了飞机总装。
飞机组装需要大量的大小部件。
每个零件，形状和连接部件都有很多高精度的要求，而且对装配的精确度和完整性也有很高的要求。
所以，在飞机的组装中，要投入大量的人力、物力和资金。
在传统的飞机组装中，仅靠一个部件的尺寸和精度是难以实现的。
随着飞机总装技术的不断发展，飞机装配由传统的装配工艺向柔性装配方向发展。
采用柔性装配技术可以解决飞机装配中的装配问题，解决了传统的装配周期长、成本高的问题，大大改善了飞机装配的工作质量和工作效率。
1.2飞机柔性装配工作特点飞机的柔性组装工作具有三大特征。
首先，在飞机的柔性组装中，一般不采用整体框架。
在飞机柔性组装中，装配设计师普遍主张采用结构分散法进行装配骨架的调试，确定其通用条件，利用位置要素实现飞机柔性装配的离散布置。
其次，飞机柔性组装的初始模组均为同一板件，采用集中式模组，能对设备及零件进行支撑、定位、收紧，达到结构设备的自动化控制要求。
大型航空薄壁零件精确绿色制造技术研究
1． 2 飞机外形薄壁壁板数铣加工工艺分析
大型飞机外形壁板的传统工艺除了化铣之外，也 存在采用数铣和喷丸成形结合工艺、成形壁板采用型 面工装真空吸附装夹工艺、成形壁板强行压平数铣工 艺，具体工艺流程及面临的问题分析如下：
图 2 化铣与数铣相结合的工艺流程
化铣工艺及面临的问题分析［8］： （ 1） 化铣的保护膜刻线工艺繁杂： 采用手工刻线 工艺，需要设计制造立体化铣样板，按化铣样板在保护 膜上刻线。化铣样板设计制造流程长，精度底，且刻线 误差较大，效率底。而采用五坐标激光切割机配柔性 夹具能有效解决刻线工艺，实现零件的精确切边、开缺 口和制孔加工。但高昂的设备价格制约着刻线工艺的 推广。
图 3 精确绿色制造加工原理
飞机外形壁板精确绿色制造工艺流程如图 4 所 示 。 ［11-12］
图 4 精确绿色制造工艺流程
大型飞机外形壁板的加工工艺流程设计为一次装 夹状态下，在一台设备上完成壁板壁厚减薄、切边、切
通窗、钻孔加工，等效于化铣与切边、钻孔和开通窗相 结合的制造工艺，是数铣替代化铣的最新制造技术，满 足精确制造和绿色制造的要求。
收稿日期： 2014 － 07 － 19； 修回日期： 2014 － 09 － 03 * 基金项目：“高 档 数 控 机 床 与 基 础 制 造 装 备”国 家 科 技 重 大 专 项“国 产 高 档 数 控 机 床 与 数 控 系 统 在 飞 机 筋 肋 梁 等 加 工 单 元 中 的 应 用”
（ 2013ZX04001 － 021） 作者简介： 向兵飞（ 1986—） ，男，土家族，湖北宜昌人，江西洪都航空工业股份有限公司工程师，硕士，从事航空制造数控加工工艺技术研究，（ E －
柔性工装
飞机薄壁杆柔性工装技术０引言随着航空制造技术的飞速发展，在现代飞机设计中，整体机加铝合金薄璧零件的应用越来越广泛，从框、梁、地板到壁板都大量采用整体机加薄璧结构。
整体机加薄璧零件有许多优势，它既可以减轻结构的重量，提高飞机的有效载重，同时也可以增强结构强度，减少连接件数量，提高飞机的疲劳寿命，提高飞机的承载重量，极大地满足现代飞机设计的要求。
但是超长薄壁结构件由于其结构刚度低，加工工艺性差，在切削力、切削热、装夹力作用下易发生加工变形、切削振颤等现象，很难保证加工精度和表面质量的要求，是飞机研制中普遍存在的难题。
关于大型薄壁件加工变形问题，国内研究人员也进行了大量的探索提出了一些实用的方法，但理论研究工作与国外发达国家相比还存在较大差距，到目前为止对大型薄壁零件的加工仍缺乏十分有效的方法，特别是在以飞机蒙皮为代表的大型薄壁曲面零件加工方面，生产厂家一般采用“先加工后成形工艺”，但该方法存在以下严重问题。
经过成形工序后原先加工好的零件周边轮廓和窗孔部位将产生很大变形，使后续总装工序必须通过人工修整才能完成各零件的装配，这种通过人工修整进行总装的方法，不仅效率低而且更为严重的是难以保证精度，往往造成各零件结合部之间的间隙不均匀，对飞行器的气动性能和隐身性能均造成很大影响。
新发展起来的“先成形后加工工艺”为解决传统的“先加工后成形工艺”存在的问题开辟了新的途径。
但是实施这一新工艺时碰到一大难题成形后的半成品为刚度极差的弹性薄壁件且其表面轮廓为自由曲面，传统的针对刚性体的六点定位原理不适用于这类弹性体曲面零件，无法根据现有理论设计制造相应的工艺装备。
由此严重影响机械加工的正常进行，目前解决此问题的技术途径主要有两条：１刚性途径。
弹性体曲面刚性定位技术按此得到的工装定位，支承曲面不具有可变性，因此一种工装只能用于一种零件，这将大幅度降低制造柔性和效率，同时也涉及大量刚性工装的存放，维护，管理等问题。
２柔性途径。
飞机柔性装配工装设计研究
飞机柔性装配工装设计研究摘要：为了提升飞机装配工装设计精准度，分析柔性装配工装技术的应用。
分别介绍柔性装配工装技术、柔性装配工装发展现状，制定飞机柔性装配工装设计方案，保证柔性装配工装设计质量，以期能够为今后飞机柔性装配工装设计工作的实施提供有价值的参考经验。
关键词：飞机；柔性装配工装技术；定位器；执行末端飞机装配是将各零件或组合件按产品技术要求相互准确定位，并用规定的连接方法装配成部件或产品的过程。
通常在飞机部件装配时需要使用刚性装配工装。
如果产品设计方案发生改变，刚性装配工装调整可能会导致大量人力和物力消耗。
同时，当前市场环境不断变化，对于飞机装配工装的需求也发生了一些改变。
为了能够缩短装配工装设计、制造周期，需要采用先进的技术。
柔性装配工装技术在当前飞机装配中有非常广泛的应用，可以适应不同的装配环境，也可以在形状、尺寸不统一的情况下进行多部件装配。
为此，下面重点围绕飞机柔性装配工装设计展开讨论。
一、飞机柔性装配工装概述飞机装配工装主要有刚性工装和柔性工装这两种结构形式，其中柔性工装具有模块化、数字化的特点，能够重复利用。
在设计环节可以缩短设计周期，使得后续制造环节工装数量较少。
除此之外，工装响应产品变化效率也比较快，是当前飞机装配工装比较常用的一种结构形式[1]。
柔性工装在应用过程中，需要搭配集成管理系统生成工装理论驱动数据，将数据解析之后便可以获得数控系统动作指令，将该指令传输到柔性工装数控系统中。
此时系统接收指令，针对所有定位器调形轨迹进行计算。
完成定位器调形操作之后，采用在线检测系统测量定位器所在位置，测量所得数据传输到离线编程和仿真管理系统当中，通过该系统对比实测数据和理论数据，明确当前柔性装配工装与设计要求是否一致。
二、飞机柔性装配工装设计现状目前，工业行业在转型升级的关键时期，加强了对飞机柔性装配工装设计的重视，纷纷采用先进工艺与技术，不仅能够保证柔性装配工装质量，发挥现代技术的优势，还能够提升柔性装配工装工作速度[2]。
浅谈飞机柔性装配技术
浅谈飞机柔性装配技术【摘要】本文结合国内现阶段飞机生产装配情况，并与国外先进装配工艺进行比较，探讨了飞机数字化生产阶段采用柔性装配技术的优势与发展前景。
【关键词】数字化；柔性化装配；技术0 背景飞机装配是将大量零件按图纸进行定位与连接的过程，是飞机制造的重要环节之一，其工作量约占整个飞机制造劳动工作量的一半左右。
在传统的飞机装配过程中，需要用特定的工装型架来保证装配精度，由于飞机气动外形的差异，导致型架是唯一的。
伴随用户需求的不断变化与丰富，飞机装配生产线也将越来越“丰富”。
传统的“硬性”装配生产线在未来将受到挑战，这种“一对一”的装配模式，其配套专用型架的设计、生产和调试周期很长，且体积大、成本高、占地面积大，不利于产品的研制与快速布局生产。
随着近年来飞机设计行业内数字化、信息化的推进，越来越多的零件将抛开传统的基于模线样板的模拟量传递走向数字化信息传递之路。
而采用传统的型架进行人工装配的方式，自动化和柔性化水平低，已无法满足精确化制造装配的要求。
1 国内外研究现状飞机的数字化装配技术于20世纪90年代在欧美等航空制造业发达国家开始使用，柔性装配技术是近几年才逐渐在航空制造业开始研究和部分应用于生产。
国外飞机制造技术表明，采用柔性能够装配是缩短生产周期，降低生产成本的有效措施。
它能克服传统飞机制造业模线-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，厂房利用率低等缺点，它通过与柔性工装、自动化制孔设备、数控钻铆或自动铆接等设备的集成可组成自动化，数字化的柔性装配系统，能明显缩短装配周期，提高和稳定装配质量。
据悉，在装配中使用了体现柔性工装特点的龙门钻削系统技术的X-35战机，其制造周期缩短了三分之二，工装由350件减少至19件，制造成本降低了一半。
其采用的激光定位，电磁驱动能实现精密制孔，不仅能降低钻孔出错率，而且大大降低了工具和工装。
目前，北航与沈飞合作，在国内研制出首个针对壁板类组件的柔性装配工艺装备—数控柔性多点装配型架。
飞行器大型薄壁件制造的柔性工装技术
飞行器大型薄壁件制造的柔性工装技术摘要：我国的综合国力不断上升，带动了航天事业的发展。
然而，在其中使用的大型薄壁件制造技术是许多国家的航天工业人员以及相关行业技术人员一直在研究的问题。
现阶段我国研究出来能够将绿色理念与飞机蒙皮数字化精确制造相结合的制造系统，并且这种制造系统具有质量高、效率高的特点，可以取代带有传统性质的铣工艺，大大的提高了生产效率。
关键词：飞行器大型薄壁件制造柔性工装技术前言：传统工艺随着时代的发展而变化，现已出现的新型高效绿色制造系统可以弥补传统工艺中存在的不足。
在这种方式下，已经成形的蒙皮只需要进行一次装夹，便可以实现粗修、铣凹、切边等一些常见的步骤，有效的减少了传统工艺中会出现的误差，因此大大的提高了制造加工的精度。
由于其中贯穿了绿色的概念，所以这种系统还具有环保的特点，可以减少对环境的污染。
1.刚性技术与柔性技术的区别在实际加工制造过程中，成形后的半成品属于弹性薄壁件，其具有较差的刚度，并且表面轮廓是一种自由曲面，而在运用高效绿色制造系统时，会因为刚性体中使用的传统六点定位原理无法有效应用在此种弹性体曲面零件中，从而导致正常的机械加工环节开展存在一定的干扰。
所以，人们现在开发并使用的刚性途径与柔性途径，对上述的困扰有一定的帮助。
1.1.刚性途径这种途径也被称之为弹性体曲面刚性定位技术，使用该项技术能够保证工装定位或是支撑曲面保持良好的不可变性，所以使用该项技术时，一般是一种工装不能同时使用在多种零件上，因此，加工制造的效率缓慢，并且在制造柔性上也有一定的影响。
此外，对于后续的刚性工装在储存、管理方面还有较高的要求。
1.2.柔性途径它也被称为弹性体曲面柔性定位技术，这种技术是借助调整与控制的方法，在生产工装定位或支撑曲面环节中，是实现动态化生产的过程。
由于是动态化生产，所以在生产效率以及制造柔性等方面比刚性途径占有很大灵活性以及优势。
使用此种技术生产出来的产品具有较高的精度，因为它可以采用信息化的途径，有效校正误差，进而降低误差。
飞机数字化柔性精准装配技术研究及应用
飞机数字化柔性精准装配技术研究及应用2.中航西飞民机与转包项目部西安710089摘要：大型薄壁件是构成机身、机翼外形的主要部件，其厚度一般在（2~3）mm，主要加工形式包括蒙皮成形、铣边和钻孔等加工工艺。
飞机舱门是飞机机身的重要组成部分之一，属于典型的大型薄壁件，飞机上通常设有多种舱门，用以实现载人、载货等用途。
由于传统工艺在加工飞机舱门蒙皮时采用的是托板式刚性夹具，此类工装仅能满足当前舱门蒙皮的夹具工装，而随着航空行业的快速发展，飞机的制造多为中小批量制造，从而导致了我国航空企业生产效率低及资源的严重浪费。
据统计，专用夹具的研制占了整个飞机研发周期的（30~50）%，因此开发可重构的柔性工装系统以适应不同尺寸和不同类型的飞机舱门蒙皮工件的装夹，对于提高飞机研发效率以及节约资源上具有重要的意义。
关键词：飞机；数字化；柔性；装配技术引言飞机产品在制造过程中，其零部件的种类和数量非常多，整机结构复杂，装配耗时且成本高。
同时，构成飞机主体结构的零部件多为钣金件，尺寸较大、质量轻，在装配的过程中容易发生变形。
因此，为保证飞机的装配质量，必须确保待装配零部件的结构外形与安装位置准确，这就需要在装配过程中大量使用专用的装配工艺装备。
装配工艺装备是指飞机产品在由组件、部件装配到总装配的过程中，用以控制其几何参数所用的具有定位功能的专用装备，即产品制造过程中所需的刀具、夹具、模具、量具等工具的总称，在飞机、汽车、轨道机车等制造领域中被广泛应用。
其中，装配型架作为装配工装中的一种重要装配定位夹具，具有独立的定位系统，用于飞机部件、段件、组件等装配单元的定位和夹紧，是飞机装配的重要辅助装置，一般分为骨架、定位件、夹紧件和辅助设备4个部分。
1设备故障预测与健康管理技术特点设备故障预测与健康管理系统本质上是物联网、大数据、人工智能及计算云等新一代信息技术发展的产物，以模型和数据为核心，在对设备运行状态和实际工况感知基础上对设备性能和故障进行实时评估，以预测故障发展趋势，并对设备剩余使用寿命进行估计，最终结合现场资源信息自主提供对应的有效的设备维护保障决策，实现故障快速诊断与恢复，助力先进生产力快速形成，加快产品生产过程。
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。
飞行器大型薄壁件制造的柔性工装技术
Internal Combustion Engine&Parts0引言随着社会经济的不断发展，航空、航天行业也得到了十足的发展，现如今已经成为国家发展的重点行业。
在发展过程中，航空机械设备的实际应用和研发也得到了社会各界的广泛关注。
飞行器大型薄壁件作为飞行机体的重要组成部分，如何通过柔心工装技术进行飞行器大型薄壁件的制造成为当前需要研究的主要重点。
1飞行器大型薄壁件制造工程的发展现状随着我国经济的不断提高，各行各业得到了十足的发展。
航空、航天行业同样如此。
在飞行机械制造中，飞行器大型薄壁件制造作为其中的关键，不论是国外还是国内都予以了足够的重视。
根据国内外的发展现状来看，国外主要是通过误差预测、切削力模型、变形分析等方法保证飞行器大型薄壁件的制造精度。
而国内通过大量的研究也得到了一定的成果。
比如，吉林大学提出了多种不同规格的多点成型设备，并研究出在CAD中计算板材与各冲头接触点的快速算法；北京航空航天大学通过研究完成了调形数据的自动生成。
进而推动了我国飞行器大型薄壁件制造柔心工装技术的发展。
2飞行器大型薄壁件制造柔性工装技术的发展前景飞行器大型薄壁件制造的柔性工装技术在飞速发展，且逐渐完善。
飞行器大型薄壁件制作柔性工装技术的发展前景及趋势主要有以下几点：淤随着信息技术的不断发展，未来柔性工装技术会向着互动、集成等方向发展，实现工装与机床的互动，进而在减少飞行器大型薄壁件制造成本的同时提高其综合效益。
例如，在飞行器大型薄壁件的制造过程中，通过工装与机床的信息交流，提高刀具运行的稳定性。
在传统的柔性工飞行器大型薄壁件制造的柔性工装技术李志楠;高刚毅（荆楚理工学院，荆门448000）摘要:在飞行器大型薄壁件的制造过程中,柔性工艺技术是极为重要的组成部分,对于飞行器的运行、优化有着极其重要的作用。
本文主要研究了飞行器大型薄壁件制造的柔心工装技术。
关键词:飞行器;大型薄壁件;柔性制造;工艺装备实际生产状况，以及对机械加工产品设计的规定，将许多小模块进行集成和优化，最终得到想要的机械成品不同的种类和规格。
飞机部件柔性装配技术应用及工艺设计
飞机部件柔性装配技术应用及工艺设计传统飞机装配是刚性、固定、基于手工化的，而柔性装配则向自动化、可移动、数字化的方向转变。
柔性装配技术是一种能适应快速研制和生产及低成本制造要求、模块化可重组的先进装配技术，它具有自动化、数字化、集成化的特點，是当代飞机装配技术发展的一个新领域。
1 飞机部件柔性装配技术应用1.1 柔性化、模块化定位技术在飞机装配中，采用柔性定位技术，可适应一定程度的零件结构变化，同时可减少传统刚性定位方式那种不可避免的定位应力。
在框梁类零件定位中，传统的方法是基于工艺孔或结构交点孔及基准面进行定位，致使工作量大、效率低，若采用柔性定位技术，在定位头的设计上可采用如图1所示的典型结构。
结合模块化设计，灵活、组合更换不同的定位头，这种柔性定位装置的设计要考虑的因素包括结构合理、方便调节，适应孔位、孔径及基准面的变化。
很多先进的航空企业，为满足精度的需要，在工装设备上配备了多自由度伺服定位机构，它可以对产品进行多个坐标的调节，进行精确定位。
在机构上安装离合器，由电机驱动，配合手工操作，并能适时锁紧。
经过多年的发展，市场上该设备的发展较为成熟，但是其成本较高，通常一个框的定位都需要4组以上的定位机构，所以怎样进行资源的有效利用，也是航空企业面临的问题。
1.2 自动化柔性制孔技术由于机体结构越来越复杂，为满足长寿命、高质量、气动、互换性等要求，航空航天产品在材料选择上大量采用了复合材料、钛合金等难加工材料，使装配制孔需要更高的精度。
如果采用数字化柔性装配制孔技术，要考虑的因素很多，但关键一点是要保证孔位、法向的精确控制及制孔精度。
具体来说，在工装设备上配套使用激光雷达等数字化测量装置，精确测量并控制孔位的具体位置坐标和法向精度；在制孔钻头周围可增设压紧装置或吸盘来消除加工头产生的反作用力，保证进给力的平衡。
自动化柔性制孔技术可广泛用于机舱地板、机翼壁板、长桁/梁等整体面积较大的部件装配制孔工作。
飞机柔性装配方法在飞机装配中的应用探讨
飞机柔性装配方法在飞机装配中的应用探讨摘要：飞机柔性装配是近年来飞机制造业中的潮流装配技术。
本文主要阐述了飞机柔性装配技术的概念，简述了飞机柔性装配的发展背景探讨了飞机柔性装配在飞机装配中的具体应用。
关键词：柔性装配技术；飞机装配；应用目前我国科学技术飞速发展，数字化技术和信息技术也不断进步，飞机制造领域以及军机产品领域的零部件制造技术也不断发展，但我国飞机柔性装配技术与国外先进企业相比仍具有一定的差距，需要结合数字化技术和信息技术的柔性装配技术促进飞机制造业的发展。
一、飞机柔性装配技术概述随着科学技术的不断发展和经济的快速进步，飞机装配也需要与时俱进，采用更加先进的装配技术，应对种类和数量越来越多的零部件，在飞机装配中要根据零部件的具体特点以及装配计划，选择合适的装配技术，并不断找出装备技术中存在的问题，提高装配效率。
柔性装配技术是目前一种新型的飞机模块化装配技术，更加适用于飞机零部件的装配，柔性装配技术融合了自动化工艺与电子信息技术的优势,可以在提升飞行器组装质量的条件下,减少组装成本,可以有效克服普通组装工艺的弊端,，实现了更具便捷性、精确性的弹性装配技术，促进了飞机制造业的快速发展。
同时，柔性装配技术这一综合多种数字化技术的模式在飞机装配中的应用也在很大程度上改善了飞机制造系统的结构。
在飞机实际装配过程中要先对装配项目进行设计，根据装配实际情况以及飞机的具体结构设计装配方案，从而确保装配过程的顺利进行。
接下来在实际操作中要做好操作阶段的准备工作，确保飞机装配架构的正常运作，开展集中组装，按照设计图纸进行飞机装配，实现组装工艺的优化，同时要对飞机系统的组装进行测试，确保组装的正确性和精密性。
在进行飞机装配时，要求管理人员严格按照设计图纸以及装备方案开展作业，在实际装配前可以进行模拟操作，从而确保装配的顺利开展和装配工程的完整性。
最后在实际装配过程中，管理人员可以测试工装以及制孔的可靠性，尽可能提高飞机装配的精确度。
大型飞机柔性装配技术
⼤型飞机柔性装配技术⼤型飞机通常是指起飞总重量超过100t的运输类飞机，包括军⽤、民⽤⼤型运输机，也包括150座以上的⼲线客机。
与⼩型飞机相⽐，⼤型飞机在尺⼨、巡航速度、航载能⼒、可靠性等⼀些基本指标上均有更⾼的要求。
世界航空⼯业发展近百年来，各项技术取得了突飞猛进的发展，尤其在飞机装配与制造领域不断突破新的技术创新。
近10余年来，以波⾳777、波⾳787、A340、A380为代表的⼤飞机集中反映了飞机先进装配技术的现状和发展趋势。
采⽤基于单⼀产品数据源的数字量尺⼨协调体系,通过装配仿真和虚拟现实技术等虚拟制造技术和并⾏⼯程实现装配过程优化，应⽤柔性装配系统进⾏机体结构的⾃动化装配，实现了飞机结构⾼质量、⾼效率装配，以满⾜飞机长寿命、⾼可靠性、低成本和⾼效率制造的要求。
与国外先进的飞机装配技术相⽐，国内航空业仍采⽤⼿⼯装配、半机械化与机械化装配相结合的传统装配⽅式，应⽤⼤量较复杂的专⽤型架定位和夹紧的⾮精益化装配⽅法。
飞机柔性装配技术概述柔性装配技术是⼀种能适应快速研制和⽣产及低成本制造要求、模块化可重组的先进装配技术，它具有⾃动化、数字化、集成化的特点，是当代飞机装配技术发展的⼀个新领域。
传统飞机装配是刚性、固定、基于⼿⼯化的，⽽柔性装配则向⾃动化、可移动、数字化的⽅向转变。
表1 为飞机传统装配⽅法与柔性装配⽅法的⽐较。
国外发展现状1数字化装配设计技术数字化装配设计技术的发展历程始于波⾳公司，在研制波⾳777的过程中，第⼀次实现了“⽆纸设计”，全⾯采⽤数字化技术，实现了三维数字化定义、三维数字化预装配和并⾏⼯程，建⽴了全机的数字样机，取消了全尺⼨实物样机，使⼯程设计⽔平和飞机研制效率得到了很⼤的提⾼，制造成本降低了30％~40％，产品开发周期缩短了40％~60％，⽤户交货期从18个⽉缩短到12个⽉。
⾃此，数字化装配设计技术在国外发达国家的航空企业得到了⼴泛和深⼊的应⽤。
2⼤部件柔性装配技术世界航空发达国家的飞机部件柔性装配技术, 已向由⾃动化装配⼯装、模块化加⼯单元、数字化定位和检测系统、复杂多轴数控系统和离线编程与仿真软件等组成的⾃动化装配系统发展。
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。
一种大型薄壁件的多点柔性定位工装与装夹优化技术
一种大型薄壁件的多点柔性定位工装与装夹优化技术I. 引言A. 课题背景及研究意义B. 国内外研究现状C. 研究内容及方法II. 多点柔性定位工装的设计A. 工装设计的基本原则B. 工装的结构设计及制造C. 多点柔性定位原理及参数优化III. 装夹优化技术的研究A. 装夹选择及定位方案B. 装夹力分析及优化C. 装夹刚度优化IV. 工装与装夹优化系统的开发A. 系统架构及算法设计B. 开发平台及实验测试C. 系统应用案例分析V. 结论与展望A. 研究结论及贡献B. 存在问题及未来研究方向C. 在实际应用中的推广与应用前景- 所选定位工装长、宽和间距均为12 cm，拼板与拼板间距离为1.2 cm，拼板与工装的间隙为0.1 cm，共计50个拼板单元。
拼板材料采用的是厚度为0.25 mm的不锈钢板，单元重量小于1.5 kg；- 多点柔性定位的原理是通过在薄壁件上设置多个靠板点，使得本体与工装形成一定的形位配合。
在具体应用过程中，需要优化工装的形位配合参数，包括靠板点数量、间距和位置等；- 完成装夹后，需要对装夹力进行分析和优化，尽量使得装夹力均匀，并防止出现过大或过小的情况；- 在系统的开发过程中，需要采用较为先进的算法和技术，如仿真技术、优化算法等，同时引入一些现代工具软件，如SOLIDWORKS、ANSYS等；- 未来需要进一步探索多点柔性定位工装的工艺应用，包括探索更多适用于该技术的材料和工艺方法。
同时，还要进一步改进现有的工装及装夹技术，提高生产效率和产品质量。
第一章：引言A. 课题背景及研究意义薄壁件在现代制造业中应用广泛，如汽车、航空等领域的车身、机身等大型薄壁件，需要在制造过程中实现高精度的定位和装夹，才能保证产品的质量和精度。
传统的定位工装和装夹技术存在局限性，无法满足高精度、高效率的工艺要求。
因此，研究一种适用于大型薄壁件的多点柔性定位工装与装夹优化技术具有重要的实践意义和应用价值。
B. 国内外研究现状在国内外，多点柔性定位技术和装夹优化技术的研究已经取得了一定的进展。
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作者：何丽红来源：《科技资讯》2015年第05期摘要：本研究以飞机装配工作为中心，展开了对柔性装配工装技术的应用型研讨，在分析柔性装配工装技术概念的基础上，阐述了柔性装配工装技术的基本特点，在结合飞机装配实际过程的同时提出了柔性装配工装技术的关键和应用的要点，提供了飞机装配中更好地运用柔性装配工装技术的建议，希望通过柔性装配工装技术的介绍与论述来普及先进的制造与装配技术，是我国飞机的制造和装配水平在技术上实现有序提升，促进行业整体的跨越式发展。
关键词：柔性装配工装技术飞机装配计算机仿真标准定位中图分类号： V262 文献标识码：A 文章编号1672-3791（2015）02（b）-0000-00飞机制造和装配过程是精确度要求极高的工作，历经了人工手动、机械自动的装配技术发展过程，进入新时期，柔性装配工装技术成为飞机制造和装配过程中的核心技术，柔性装配工装技术融合了数字化、自动化、信息化等方面的科技元素，对飞机制造和装配的效率、精度、质量、强度等目标有着显著的提升作用。
应该在飞机制造和装配过程中应用好柔性装配工装技术的定位、仿真方面的优势，通过计算机和数字控制技术的全面运用来提升柔性装配工装技术的实际效果，在跟踪国际飞机制造和装配先进技术的基础上，实现我国飞机行业研发、制造、装配等各项事业的跨越式发展。
1柔性装配工装技术的概念装配技术从传统的人工装配到近代的机械装配已经经历了几百年的历史，进入到后工业化时期，特别是计算机、仿真、模拟等技术的不断进步，使得柔性装配工装技术成为装配技术的主要方向。
所谓的柔性装配工装技术实质：在设计、研发和制造产品的过程中全面掌握产品的数字化信息，通过对装配工装环节的模块化重组，实现自动化进行装配工作技术。
柔性装配工装技术是对上下游操作的统一，进而具有成本低、加工周期短的优势，不但能够提高装配工作的质量，而且还能够确保装配工作的效率，是新时期装配工作技术发展的主要方向。
面向航天薄壁复杂结构件的高效柔性装夹技术与方法
面向航天薄壁复杂结构件的高效柔性装夹技术与方法高性能、轻量化、精密化、高效化、可靠性、经济性和环保性是21世纪新一代航天产品的发展趋势。
当前，我国航天产业已进入高速发展期，航天技术的应用范围也越来越广，市场需求呈高速增长趋势，快速低成本发射、长期在轨飞行、机动能力突出、高有效载荷等已成为当前航天事业发展的迫切需求。
面对这一需求，航天产品零件材料需要往高强、低密度方向发展，结构需要往整体化、薄壁化方向发展，加工方式需要往高效率、低成本、节能环保方向发展。
难加工材料的大量应用，其加工性能差与结构整体化带来的结构复杂化和高材料去除率，给航天薄壁复杂结构件加工带来了巨大挑战，对制造装备、工艺技术等也提出了更高要求。
针对航天薄壁复杂结构件，特别是大型弱刚性曲面结构件、薄壁回转体类零件、薄型多面体类零件开展柔性工装系统设计，通过科学分布夹紧位置，合理确定夹紧力，能够为实现航天精密复杂结构件高效精密加工提供稳定的工装系统。
一、柔性工装设计要求机械加工工艺系统由机床、刀具、工件和夹具等组成，提高零件加工效率的途径有两条，即降低切削加工时间和降低辅助准备时间。
高速切削技术的应用可以大幅度降低切削加工时间；而先进工装的应用则可以大幅度降低辅助准备时间，提高工件定位夹紧和调整装卸的效率。
航天薄壁复杂结构件具有弱刚性、形状结构相似等共性特征，同时型号种类呈现系列化发展特点，如舱体和端框类，舵面和翼面类等，这些零件的定位和夹紧规律性强。
薄壁整体结构在切削加工中零件刚性随大量毛坯材料的去除而变化，结构刚性低且复杂，因而客观上要求加工中工件夹紧力要实时调整以适应零件整体动态刚度的变化；需要进行多点辅助支撑，以提高加工部位的局部刚度，减少薄壁变形。
综合体现机电液一体化技术和多传感器信息融合技术的柔性工装是近年来出现的先进装备技术，柔性工装的技术特点是定位和夹紧元件为通用元件，可互换性好；定位夹紧位置可自适应调整；夹紧力大小、方向和夹紧顺序可自动控制；驱动执行机构为机电液一体化部件；应用位移、力和压电传感器元件。
适用于薄壁件加工的真空柔性夹具设计制造分析
适用于薄壁件加工的真空柔性夹具设计制造分析摘要：真空夹具在薄壁件加工中的应用十分广泛，由于薄壁件加工的特殊性，因此对夹具也有特殊的要求，其中真空柔性夹具的应用范围最广，也最为适用，可以更好的适用于飞机机身、机翼等蒙皮切边和钻铣。
基于此，本文首先提出真空柔性夹具运行机理和传统柔性夹具的劣势，进而提出真空柔性夹具设计制造方案。
关键词：薄壁件；真空柔性夹具；设计制造；方案引言航空航天领域对生产材料要求特别高，其中薄壁件由于强度大、质量轻等优势，在航空航天领域的应用十分广泛，有效降低了航空器的自身重量，提高了飞行机动性和负载能力，有效延长了飞行器的使用寿命。
从薄壁件自身出发，其结构十分复杂、刚度较低、工艺性差、加工难度大，在铣削过程中容易产生变形、振动。
为了保证薄壁件的加工质量，要有相变材料辅助支撑提升结构刚性，保证加工效率、加工质量。
飞机薄壁件表面上有多个型腔，型腔厚度通常在1mm以内，形态多、尺寸多变、结构复杂。
此类构件不适宜使用传统的真空夹具，而是使用专门的真空柔性夹具。
1.真空柔性夹具相关阐述由于薄壁件腹板厚度非常小，在加工过程中会因为刀具轴向切削作用产生变形情况，所以腹板部位要有真空柔性夹具作为支撑，不仅可以保证夹紧力的均匀性，也可以起到支撑腹板的作用。
真空柔性夹具如图1所示，其工作原理为：无油压供应时，夹具处在打开状态；系统供油之后会抬升活塞，吸盘被柱塞弹簧带动上升到直至接触工件，吸盘传感器接触工件后将信息传递给控制系统停止柱塞弹簧继续上升；上述环节完成之后在油压作用下锥套下降，钢球会对套筒产生径向作用，增加了柱塞夹紧工件的作用力，达到系统设置的夹紧力度后，控制系统传递停止继续增加夹紧力。
真空泵在密封腔中抽取空气实现真空环境，在负压的作用下吸附区域产生夹紧力，将工件紧紧抱住。
在完成加工后，打开闭腔，让密封腔与大气相通，让内部气压和外部平衡，这样真空夹紧力会逐渐松弛，松开工件[1]。
真空柔性夹具在实际应用中适应性强、安装便捷，针对不同工件更换组件，输入工件加工编程程序和传感器对工件实时高度监测，中心控制系统按照编程信息加工，即可无需手动进行吸盘高度调整，可以应对多个规格型腔大小腹板结构，更换真空吸附夹具组件即可加工不同的工件。
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探究飞行器大型薄壁件制造的柔性工装技术
摘要航天和航空工业牵涉到非常多专业和学科，属于富集高新技术的行业。
当今，发达国家为了使先进航天航空产品的性能提高，普遍地应用大尺度与整体构造的薄壁件，像是飞机的蒙皮与骨架。
为此，本文阐述了飞行器大型薄壁件制造的柔性工装技术。
关键词飞行器；薄壁件；制造；柔性工装
当前形势下，全面地分析柔性工装的技术、方法、理论，且以此作为前提条件研发与应用柔性工装产品，有利于飞行器制造一系列问题的解决，以及推动国内航天和航空工业的进步，有着重大的现实价值。
1 离散单元面组成可变定位/支承曲面的实现技术
为了结合弹性曲面定位原理对有着柔性飞行器薄壁件工装进行开发，务必处理工装定位/支承曲面生成柔性问题。
处理这种问题的技术和原理是，借助M×N 个离散小单元面阵列包络的形成组合而成对应工件表面的工装定位/支承表面。
因为这样是离散的工装定位/支承表面，能够调节所有的单元面。
为此，基于计算机的控制影响之下，能够跟要求使异样的定位/支承包络曲面形成，即能准确地支承和定位形状不一的大型薄壁件。
如此一来，一种工装能够加工各种工件，进而使弹性大型薄壁件的柔性制造实现[1]。
2 基于弹性曲面定位原理的技术
飞行器大型薄壁件是弹性的大尺度零件，以及其属于自由表面曲面的表面，跟通常的机械产品具备的容易定位的常规表面（圆柱面、平面等）不同，传统的面向刚体的六点定位原理难以对定位这种工件的问题进行有效的解决，也难以根据如此的原理对弹性曲面工件柔性工装系统进行设计。
为了处理这种问题，要求分析面向弹性的大型薄壁件弹性曲面定位原理，且结合原理开来开发飞行器薄壁件柔性工装。
为此，解决六点定位原理的不足之处，创建新型的面向弹性大型薄壁件弹性曲面定位原理，这属于开发柔性工装务必处理的理论性问题。
具备了这种理论，才能够有效地突破飞行器薄壁件制造的柔性工装技术[2]。
3 动态地调度与理想地规划定位/支承阵列布局技术
为了有效地应用定位/支承单元总数（系统资源），尽量地控制变形的工件，要求分析最为理想的规划，从而科学地布局分布的定位/支承曲面包络点。
这种技术的实质是基于工艺人员与理论模型的热值，分析与预测加工过程中的工件受热变形与受力变形等要素，从而对最为理想的定位/支承单元布局进行求解。
在运行的时候，有效地借助动态变形控制技术，结合工装与工件的温度改变和受力现状等状况，动态地调度布局的柔性定位/支承曲面包络点，也就是结合实际的工件改变现状，动态地调整定位/支承点位置，进而减小变形形成的加工误差。
4 实现一体化的定位/支承/固定技术
大型薄壁件的固定、支承、定位不可分割，要求实施一体化的技术。
而借助万向真空吸头（有着支承和定位的作用）属于有效的处理措施。
能够旋转很大角度的万向真空吸盘安装在真空吸头上，这种吸盘能够自主地接触工件与变化方向，进而自动地适应固定薄壁曲面工件。
精密定位元件安装在真空吸头的中心，这是为了固定工件。
真空吸头主体是能够旋转各种方向的精密机械构造，传感设备与真空管路安装在里面。
在一系列真空吸头上安装工件之后，先是借助外部压力或者是工件的自重确保真空吸盘自动地进行调整适应，确保工件法线和吸盘轴线的统一性，有效地贴合工件和吸盘。
再借助吸头当中的定位元件对加工空间当中工件的位置进行约束，从而整体支撑和定位工件。
最后，通过计算机对真空吸附系统进行控制，从而固定工件。
5 无基准自动定位技术
不少时候，通过拉形工艺形成的薄壁件半成品都缺少定位孔（精确定位基准），这为以后的切边和开窗等切削加工非常不利。
为了处理这种情况，能够借助无基准自动定位系统实现定位的自动化。
无基准自动定位系统的组成部分是执行设备、引导定位软件、传感器阵列、控制计算机、处理信息单元等，传感阵列的组成部分是M×N 个定位传感球。
传感球在真空吸头当中，用于检测工件跟它的接触。
传感球阵列能够得到工件接触点的状态信息与分布信息。
定位引导软件的功能是分析传感信息，且结合弹性曲面定位原理对信息进行求解调整。
控制计算机结合信息的调整来协调工装或者是工件，就能够在定位/ 支承阵列精确地定位工件。
6 信息集成以及网络化控制技术
基于阵列式构造的薄壁件制造柔性工装系统的组成是数十个上百个定位/支承单元。
倘若每一个单元的运动部件是2——3个，那么要求开展的运动轴数是数百个，这样就具备了非常大的控制系统规模。
倘若借助点至点通信控制，那么不但难以维护、施工系数高、费用多，而且接插件多喝接线量大，这会导致系统难以稳定地运行。
新发展的实时以太网技术为处理柔性工装系统的信息集成与通信控制提供了新的方式。
实时以太网基于太网构造的物理层，数据链路层借助帧格式（跟以太网一样），有着非常显著的经济和技术优势。
因为历经几十年技术市场推动和竞争考验，在世界领域以太网依旧处在优势位置，变成了当前计算机网络事实上跟主流上的一致性指标。
以太网通信速率不但有前兆，还有万兆，以及有着费用少、稳定性强、通用性良好的特点。
为此，实时以太网立足于发展的以太网能够使柔性工装系统的高效控制与信息通信问题解决。
在这个前提条件下，还能够确保飞行器制造企业 E 网到底的实现，也就是其能够向企业场地装置控制层持续延伸，从而有效地集成监测、生产、技术、管理、控制等，最终跟企业的ERP系统及时地连接物流运输、质量控制、数据采集，在相同的网络下对一致的技术数据库与生产数据库进行访问，不但实现生产控制和上层管理，而且使企业的运行效益提升[3]。
7 结语
总而言之，针对制造飞行器大型薄壁件而言，工艺装备的功能十分重要，甚至起着决定性的影响作用。
飞行器制造技术将来的发展方向是集成装配与制造的全过程数字化柔性制造技术，希望业界引起高度的关注，以及增加开发和应用的投入，从而加速研发和抢占技术先机。
参考文献
[1] 刘岑.航空薄壁件加工变形研究与分析——橡胶材料在发动机中的应用[J].橡塑技术与装备，2015，（18）：16-17.
[2] 刘仁春，严世宝，袁健.航空钛合金薄壁件加工工艺[J].金属加工（冷加工），2014，（01）：37-38.
[3] 叶建友，吕彦明，李强，等.基于射流支撑的薄壁件加工变形补偿分析[J].机械设计与研究，2014，（03）：57-57.。