飛機工藝裝備作為保證飛機制造和裝配精度的專用設(shè)備，在飛機生產(chǎn)中起著重要作用，難以滿足飛機多品種小批量生產(chǎn)模式的發(fā)展需求。標志和制造周期、開發(fā)成本高、開度差、應(yīng)用單一，因此如何縮短準備周期，滿足飛機部件結(jié)構(gòu)變化，降低生產(chǎn)成本，快速響應(yīng)飛機裝配過程，實現(xiàn)FLE。飛機裝配制造業(yè)的快速、快速發(fā)展，已成為飛機制造企業(yè)的技術(shù)瓶頸和研究熱點。

柔性模具技術(shù)是基于產(chǎn)品數(shù)字化尺寸的協(xié)調(diào)系統(tǒng)。使用可重構(gòu)的模塊化、數(shù)字化和自動化的化學(xué)裝配系統(tǒng)，可以避免或減少特殊的固定框架和夾具{ 1 }用于各種部件和部件的設(shè)計和制造。因此，通過靈活的工具的應(yīng)用，飛機的制造時間?？梢钥s短FT裝配，提高質(zhì)量，減少模具的數(shù)量，實現(xiàn)一種多用途的制造模式。

隨著國外飛機裝配技術(shù)的快速發(fā)展，大多數(shù)航空企業(yè)開始開發(fā)和應(yīng)用柔性技術(shù)。以波音公司和空客公司為代表的兩個國際民用飛機制造企業(yè)，柔性技術(shù)工裝得到了廣泛的應(yīng)用，國外典型的柔性模具結(jié)構(gòu)有3種主要形式。

多點真空吸力式柔性工裝是一種由真空吸盤構(gòu)成的柱形模塊單元構(gòu)成的夾具結(jié)構(gòu)，柱單元由伺服電機驅(qū)動，可以通過3個空間方向的任意位置移動，通過柱單元的控制運動和自適應(yīng)傾斜AD。真空吸盤的設(shè)計，可產(chǎn)生均勻分布的吸附晶格，與任何產(chǎn)品的曲面一致，通過真空吸盤的吸附夾緊作用夾緊和固定產(chǎn)品，當產(chǎn)品形狀改變時，形狀為AN。吸附點陣D的總體布局自動調(diào)整，以適應(yīng)不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和定位要求，從而降低了綜合成本，縮短了模具的開發(fā)周期，提高了產(chǎn)品的精度。

根據(jù)產(chǎn)品不同的裝配方式，多點真空吸盤柔性工裝可分為水平、垂直和環(huán)形結(jié)構(gòu)，垂直和環(huán)形結(jié)構(gòu)工裝主要用于機身面板組件的裝配，而水平結(jié)構(gòu)則用于復(fù)合材料的水平和垂直翼的裝配，根據(jù)不同的運動調(diào)節(jié)要求，多點真空吸盤柔性加工可分為多軸和單軸結(jié)構(gòu)。圖1是一種多點狀真空吸盤式柔性工具。

決定結(jié)構(gòu)柔性工具適用于飛機壁板和翼梁的裝配。如圖2所示，美國電觸頭公司開發(fā)的高速鉚接系統(tǒng)的柔性裝配框架已成功應(yīng)用于A330／340、A319／320／321和A300飛機翼板的裝配。結(jié)構(gòu)單元柱，并由決定因素獨立分配，柱單元配備三維可移動調(diào)節(jié)夾緊單元，通過調(diào)整夾緊單元的位置可完成不同產(chǎn)品部件和部件的裝配。

由于行列式結(jié)構(gòu)柔性裝配工裝的分布和開放是獨立的，易于與自動鉆鉚機集成，形成自動化的柔性裝配平臺。

自動對接系統(tǒng)主要由數(shù)字式定位器、激光測量系統(tǒng)、綜合控制系統(tǒng)和計算機軟件組成，對控制系統(tǒng)的控制指令和測量系統(tǒng)的反饋信息進行了比較和控制，并對伺服電機進行了控制。根據(jù)需求，定位器被驅(qū)動到理論位置，該自動對接平臺定位精度高，自動化控制能力強，能適應(yīng)不同尺寸飛機零件的裝配。

（1）柱結(jié)構(gòu)的自動對接系統(tǒng)，其工裝布局為分散式和開放式，定位器向上支撐以調(diào)整和定位飛機部件，定位器通過過程支撐與飛機部件連接。伺服電機驅(qū)動3個方向的X，Y和Z。工具結(jié)構(gòu)不需要重新設(shè)計。飛機部件的支撐、調(diào)整和定位可以通過協(xié)調(diào)和協(xié)調(diào)同一類型的3個或多個定位器來完成，但由于其承載能力小，主要用于裝配軍用飛機等中小型結(jié)構(gòu)飛機。

（2）塔架結(jié)構(gòu)的自動對接系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)大，具有與伸縮臂相同的運動調(diào)節(jié)部分。它能支撐和驅(qū)動飛機部件從一側(cè)到另一側(cè)，承載能力為{ 2 }大。

（3）混合結(jié)構(gòu)的自動對接系統(tǒng)，其定位器不直接與飛機部件連接，而是通過支架連接并由伺服電機驅(qū)動，以調(diào)整飛機部件的位置和姿態(tài)，從而完成飛機裝配。結(jié)構(gòu)具有良好的受力狀態(tài)和較小的變形。它可以應(yīng)用于大型飛機的裝配，例如波音787最終裝配所使用的工裝設(shè)備（圖3）。

在飛機裝配過程中，中國的大多數(shù)制造商仍然采用傳統(tǒng)的剛性結(jié)構(gòu)專用工裝，在飛機生產(chǎn)線中，由于飛機外形復(fù)雜，不同類型的飛機或同類型的不同結(jié)構(gòu)的工藝裝備。必須是不同的，采用傳統(tǒng)的工裝，模具的數(shù)量，成本高，開發(fā)周期長。同時，采用模擬傳輸方式來協(xié)調(diào)飛機裝配。自動化水平低，數(shù)字水平弱，飛機裝配精度和效率難以保證。

近年來，一大批大型生產(chǎn)制造企業(yè)、科研院所和科研院所對零部件的柔性裝配進行了大量的研究，如后翼機身結(jié)構(gòu)的數(shù)字化柔性裝配系統(tǒng)，這是由沈飛公司研究和設(shè)計的。柔性工具平臺采用分體式結(jié)構(gòu)改變支撐框架，可重新設(shè)置高度或增加重置單元，更換輔助骨架梁等，從而實現(xiàn)同一族的設(shè)計要求和修改后的裝配要求。CTS { 3 }西北工業(yè)大學(xué)設(shè)計的一套數(shù)字式柔性工裝系統(tǒng)在伺服電機驅(qū)動下完成了伺服電機驅(qū)動下的X、Y、Z 3個方向的運動，實現(xiàn)了某型號4種襟翼產(chǎn)品的定位{ 4 }。一個可重構(gòu)的配置單元是由北京航空航天大學(xué)和沈飛公司設(shè)計的。在此基礎(chǔ)上，提出了一種柔性多點柔性裝配框架，如圖4 { 1 }。西北工業(yè)大學(xué)開發(fā)了一套機身壁板部件裝配工裝。設(shè)計了相關(guān)的軸承柱，真空吸盤定位和專用定位器，通過伺服電機控制調(diào)整完成了裝配{ 5 }?？睖y技術(shù)它缺乏自主研發(fā)的能力，模具結(jié)構(gòu)單一，大部分只能實現(xiàn)局部柔性，數(shù)字化程度低，難以滿足柔性生產(chǎn)的需要。

現(xiàn)代柔性工裝不僅是一種簡單的剛性結(jié)構(gòu)工裝，而且還與數(shù)字控制、現(xiàn)代設(shè)計方法學(xué)、先進測量、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和仿真相結(jié)合，柔性工具的關(guān)鍵技術(shù)已成為飛機研究的重要領(lǐng)域。奧林。

（1）柔性工裝模塊化技術(shù)，柔性工裝是由一系列可重構(gòu)模塊化單元組成的工藝裝備。每個模塊化單元對應(yīng)于工具的特定功能。每個模塊還可以單獨設(shè)計一組模塊。根據(jù)實際裝配情況，從裝配集中選擇所需的模塊，實現(xiàn)模具的快速可重構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)柔性裝配，因此柔性模具的模塊化設(shè)計技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)之一。靈活的模具設(shè)計。模塊單元可以被設(shè)計或組合使用。對于類似的產(chǎn)品，工具的功能結(jié)構(gòu)是相同的。設(shè)計了專用模塊單元，利用通用裝配模塊完成了模具的設(shè)計，對于不同的結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，可以組合不同功能的模塊，實現(xiàn)模具所需的功能。

（2）柔性夾具的夾緊定位技術(shù)。模具的柔性不僅體現(xiàn)在其對產(chǎn)品變化的快速響應(yīng)上，而且體現(xiàn)在夾緊和定位機構(gòu)的應(yīng)變能力上，面對裝配的不同夾緊方法和夾緊結(jié)構(gòu)。柔性夾具定位方案直接決定了柔性裝配技術(shù)能否實現(xiàn)。

（3）柔性工裝結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計技術(shù)，與一般剛性工具相比，柔性工裝更為復(fù)雜，合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計保證了其具有足夠的結(jié)構(gòu)強度、結(jié)構(gòu)剛度和穩(wěn)定性，從而完成了氣動裝配。為了保證裝配要求，提出了一種合理可行的模具結(jié)構(gòu)方案，因此柔性模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計技術(shù)是柔性模具關(guān)鍵技術(shù)的重要組成部分。

（4）柔性工裝模擬試驗技術(shù)，柔性工裝結(jié)構(gòu)復(fù)雜，種類繁多。柔性模具設(shè)計完成后，通常對結(jié)構(gòu)件進行力學(xué)仿真，以檢測其強度和剛度，同時結(jié)合輕量化技術(shù)，對裝配工裝、操作平臺和刀具的結(jié)構(gòu)特點進行分析。通過對柔性工具結(jié)構(gòu)的簡化，實現(xiàn)了柔性模具的精確快速仿真，仿真的另一目的是模擬柔性工具和產(chǎn)品的裝配過程，檢測裝配中是否存在干擾，正確地進行裝配。裝配順序，以及產(chǎn)品進出口方式的合理裝配關(guān)系。


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