飞机数字化装配柔性工装技术体系研究_王亮.pdf

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1、封面文章COVERSTORY飞飞机数字化装配柔性工装技术机数字化装配柔性工装技术体体系研究系研究FlexibleToolingTechnologySystemforAircraftDigitalAssembly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。度要求，在飞机装配过程中采

2、用了大结构开敞性差，不利于先进自动化连量装配工装。这不但可保证进入装接设备和连接技术的应用。而柔性配的飞机零件、组合件、板件或段件工装克服了刚性工装的上述缺点，具[1]精确定位，而且应用工装还可以限有数字化、柔性可重复利用的特点，王亮北京航空航天大学航空宇航制造工制装配过程中的连接变形，使产品满同时结构开敞性好，在产品装配时便程专业博士毕业，主要研究方向为飞机足准确度及互换协调性要求。此外，于应用各种自动化连接设备。数字化装配工艺及装备技术，现为北京应用工装可以改善劳动条件，提高装国外通过广泛应用各种数字化航空航天大学机

3、械工程及自动化学院机配效率。因此，工装在飞机装配过程柔性工装，不仅提高了飞机装配效械工程专业博士后。中占有非常重要的地位。率，同时降低了飞机生产制造成本，飞机产品结构复杂，零部件数量当前飞机装配中应用的工装主实现了现代飞机产品的精确装配、精多，且多数零件为尺寸大、刚性小的要有两种结构形式：刚性工装和柔益制造，大幅度提高了飞机装配水[2]钣金件，在装配过程中易发生变形。性工装。刚性工装刚性专用，设计平。当前，国外在飞机产品的各个装为了满足飞机产品最终的装配准确制造周期长、存储占地面积大，而且配阶段（组件级、段（部）件级、部

4、件34航空制造技术·2012年第7期封面文章COVERSTORY[3-10]对接级）中，均已经发展应用了现代飞机制造中，通过充分应用一起的多个模块化结构单元、数控系相应的柔性工装。各种数字化技术实现了飞机从设计统、数字化测量设备等。而国内在飞机装配中应用的工制造到装配检验的全数字量传递，形3.2柔性工装的定位精度保证方式装结构仍主要以传统的刚性、专用形成了基于计算机辅助工艺设计、数字柔性工装是一种数字化工装，其式为主。虽然近年来也研制了一些化柔性工装定位、数控自动钻铆设备在应用中主要依靠各个模块化单元数字化柔性工装设备，

5、如北航和沈飞连接以及数字化测量设备检验的数来定位零件，因此模块化单元的位置合作研制的用于壁板类组件装配的字化装配模式。准确度决定了柔性工装的定位精度。[11]数控柔性多点工装，北京航空制2传统装配模式下的工装结构模块化单元的位置准确度主要[12-13][14-15]造工程研究所、浙江大学等工装结构一般具有一个刚性骨通过以下3条途径保证：研制的飞机大部件对接柔性工装系架，用刚性的内型或外型卡板作为主（1）模块化单元的运动调整数统等。但从整体上看，国内在飞机装要的定位夹紧件，通过快干水泥将其据以数字量的形式传递给数控系统；配

6、柔性工装的研究应用上仍处于起与骨架刚性连接。定位夹紧件的位（2）控制系统精确的控制模块步阶段，柔性工装的研制和应用缺乏置准确度主要由其安装方法和加工化单元运动；规范和指导，能够成功应用的柔性工精度决定，早期定位夹紧件的安装主（3）模块化单元运动到位后由装数量较少，不能形成规模，特别是要依靠模拟量形式的标准样件，其加专门的锁紧机构锁紧。在上述3条在飞机组件级、段（部）件级装配中，工精度主要靠加工完成后的手工修途径的保证下，柔性工装的定位精度更是缺乏深入的研究应用。整保证，因此工装的定位精度相对较一般都能保证在0.1mm以内

7、。因此，在当前国内航空制造业大低，从而限制了飞机的装配精度，使模块化定位单元的驱动数据从力提倡飞机装配数字化、柔性化的得早期飞机的寿命和安全可靠性都生成到传递给数控系统到最终定位，背景下，亟需深入研究飞机数字化装相对较低。整个过程实现了全数字量传递，是数配柔性工装技术，通过建立柔性工装当前国内的飞机装配模式基本字化柔性工装具有高定位精度的重技术体系，以规范和指导国内柔性装上还是传统的装配模式，近年来数字要原因。而数字量形式的驱动数据配工装的设计制造及应用，从而提高化技术的发展应用虽然提高了工装则是所有数字量传递的源头和基

8、础，国内飞机装配工装的数字化、柔性化的制造精度和安装准确度，但其仍然是柔性工装高定位精度的保证。技术水平以及柔性工装的应用规模。具有传统刚性工装的弊端，这也制约柔性工装的数字量驱动数据主这对促进国内飞机数字化装配技术了国内飞机装配技术的发展。要有3种类型：理论驱动数据、实测的发展，进而提高国内飞机产品的核3数字化装配