飞机柔性装配工装设计分析

飞机柔性装配工装设计分析

近年来，飞机柔性装配工装技术逐渐受到社会各界的关注和认可，该工艺适应日益变化的市场需求，且能够有效的缩短传统飞机装配工装设计以及制造周期，基于此，对飞机柔性装配工装设计展开具体的分析。

标签：飞机；柔性；装配工装；设计

doi：10.19311/ki.1672-3198.2016.15.100

柔性装配工装技术在国外飞机设计与制造中广泛应用，近年来，引起国内飞机研究人士的关注。而且柔性装配工装技术能够适应装配环境的变化，具有多种定位功能，该工艺的核心为：在个自由度方向上，确定柔性定位器的行程与布局之间的约束关系。基于此，本文介绍了国内外飞机柔性装配工装设计研究现状，并且具体的分析了设计流程，期望能够产生一定的积极效用。

1 介绍国内外飞机柔性装配工装设计研究现状

1.1 国外研究现状

目前，国外大量的飞机装配均采用了柔性工装技术，而且为了有效的适应产品设计的变化要求，其研究者们共同努力，提出了一种适用于复杂形状工件或者定位含有大曲率的荣幸工装技术，该工艺是通过有效的控制真空吸盘所生成的能够与工件曲面的外形保持一致（且均匀分布）的吸附点阵，并且能够精确而牢固的帮助工件完成铆接、钻孔、铣切等工序，与此同时，若壁板外形发生某种程度的变化，采用该工艺，其工装的外形以及布局会随着壁板变化而发生相应的调整。另外，为了提高飞机装配工装设计的精确度，还可以通过及时的更换蒙皮夹持器、长桁等，并且选用不同尺寸以及不同形状的壁板完成不同要求的工装设计。除此之外，国外还存在另外一种柔性装配工装设计工艺，即：机翼装配的可重构柔性工装技术，该工艺的静态框架采用了一系列的螺栓连接的标准梁以及相应的标准连接件构造，将飞机装配工装的骨架支撑起来，并且在框架梁上安装动态模块，从而使得定位夹紧器的设计参数符合相关设计要求，然后，利用激光测量系统，对定位夹紧器进行适当的微调，而且经实践发现，该工艺适用于各种复杂零件的定位夹紧，而且该工艺在国外的各种类型的飞机装配工装中得以应用。还值得一提的是：国外近年来出现了机翼与翼梁的决定性装配工艺，该工艺是通过连接翼肋、翼梁、壁板等，由翼肋、翼梁共同构成骨架，减少飞机装配对型架的依赖，提高了装配工装的精准度。总的来说，国外对飞机柔性装配工装设计工艺的探究较为成熟，且获取了较高的研究成果。

1.2 国内研究现状

近年来，国内也开始重视飞机柔性装配工装设计工艺研究，并且设计了大量的飞机柔性装配工装，举些例子，如：行列吸盘式壁板柔性装配工装、壁板组件

预装配柔性工装、数控柔性多点装配型架、大部件对接柔性装配工装等等，这些装配工装工艺具有相通点，即：利用定位单元、夹紧单元、柔性骨架单元、锁紧单元等，进行了相应的定位执行末端设计。另外，在飞机制造的过程中，需要根据布局的实际要求，按照特定的顺序科学合理的布置定位点级、工装骨架轴位域、元件级等，从而全面的提升飞机柔性装配工装设计的精准度。除此之外，根据实际需要，构建分层映射模型（根据多色集合理论），从设计特征——工装概念设计特征，完整的映射出相关参数，并且根据飞机制造的实际要求，及时的调整设计，并且通过控制几何层科学的计算出各个参数，保证各个参数的真实、客观、完整，从而全面的提升设计的精准度。

2 具体的分析设计流程

2.1 分析目标产品的设计特点

飞机柔性装配工装设计首先需要综合分析产品设计模型的结构特点（在科学的选取设计模型的基础上），参考相关文献以及制造实际数据，分析、总结出目标产品的机构、基准等特征，并且根据相关要求，采取装配协调方法，提高转配的精准度，目的在于：有效的确定多装配对象之间保持调谐的精准度，实现装配基准。

2.2 确定柔性定位特点

飞机柔性装配工装设计的定位特点的确定，主要是通过分析产品顶层关键特征（包括外形的准确度、交点的准确度等），然后逐级的传递分解（沿着飞机制造的流程），直到零件级的分解，最终获取各个环节的具体特征，并且整合出装配精准度对各个环节所造成的影响以及各个环节互换协调特征，最终形成目标产品的初始定位特征，然后进行具体的分析。另外，确定柔性定位特点，至少需要一个刚性装配工装的辅助，而且在设计的过程中，需要及时的调整工装周期，有效的解决细节问题，从而满足一个产品结构特征的变化需求，且提高精准度。

2.3 确定柔性定位器功能

飞机柔性装配工装设计在很大程度上依赖定位器功能的提升，而为了有效的提升定位器功能，确保飞机制造的精准度，一般情况下，需要实现多个产品对象的柔性定位，并且在3个自由运动的空间内可以随意的定义6个自由度，而且高精度的机床可以实现8个自由度运动，而且针对柔性设计而言，其稳定性以及高精准度能够确保飞机制造的安全性，降低风险以及成本，提高效益。另外，在设计上，尽可能的体现出空间的开敞性以及简约性，在设计数据上要尽可能的降低误差，保证客观、完整、真实，从而确保整个飞机设计制造顺利完成。

2.4 设计定位执行末端

执行末端设计包括：定位件、接头定位件的连接与固定，并且在操作的过程中，要保证各部件的互换以及对接接头的协调，并且在定位之前，需要综合考虑

制造的可行性、开敞性（装配操作）、可达性（安装测量）、方便性（更换）等，科学合理的进行布局，采用专业的定位器，从而提高飞机制造效率和质量。

2.5 优化行程和布局

飞机柔性装配工装设计的最终环节体现在细节处理，也就是优化行程以及布局，根据飞机制造的碎石机要求，使得各部件在装配上实现各归其位（配置在最佳位置，发挥最佳效能），并且根据操作过程中出现的问题，及时的进行修正，达到布局最优化，从而提升各部件装配的精准度，提升价值。

3 结语

总而言之，飞机柔性装配工装设计需要综合考虑诸多外在影响因素，注重细节布局，通过各种各样的方式，提升各部件装配的精准度，降低误差，才能保证飞机制造安全，并且获取较大的经济效益和社会效益。本文的分析阐述可能存在一定的片面性，需要进一步深入研究，但是不能忽视其研究价值，期望能够为我国飞机制造业提供一定的帮助。

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