一、飞机装配定位方法及其应用案例
飞机装配过程一般是由零件先装配成比较简单的组合件和板件，然后逐渐地装配成比较复杂的锻件和部件，最后将部件对接成整架飞机。
机翼和机身具有不同的功能，故结构不同，所以要设计成两个单独的部件，发动机装在机身内，为便于更换，维护和修理，将机身分为前机身和后机身，鸵面相对于固定翼作相对运动，故划分为单独部件，某些零件设计有可卸件，以便维护，检查及装填用。
在装配过程中首要问题是要按图纸及设计要求确定零件，组合件之间的相对位置，即进行装配定位。。定位方法是完成在装配过程中定位零件、组合件的手段，包括基准件定位法、画线定位法、装配孔定位法和装配型架定位法四种常用的定位方法：
1、用基准零件定位
待装配的零件、组合件以基准零件、组合件或者先装的零件、组合件来确定装配位置。这种装配定位方法简便易行，装配开放，协调性好，在一般机械产品中大量使用。基准零件一般是先定位或安装好的零件，零件要有足够的刚度及较高的准确度，在装配时一般没有修配或补充加工等工作。在飞机制造中，液压、气动附件以及具有如（图1-1）所示，连接框和长行用的角片可以预先装在长行上，然后按角片确定框的纵向位置，或者在骨架装配时按框和长珩定位角片。这种基准件定位法要求基准件位置准确、刚性强，多用于小零件和小组合件的定位，方法简单、方便。
2、用画线定位
即待装配的零件按画在零件上的线条确定装配位置，如（图1-2）所示，角材位置按腹板上划线定位。这种定位方法准确度较低，一般用于刚性较大，无协调要求和位置准确度要求不高的零件定位；还有此方法工作效率不高，容易产生差错，所以在飞机研制阶段为了减少工艺装配数量，采用这种方法定位零件，在成批生产中作为一种辅助的定位方法
3、用装配孔定位
即是把相互连接的零件、组合件分别按一定的协调手段，具体过程如下：装配以前，在各个零件的部分铆钉位置上（一般是每隔400mm左右钻一个装配孔，孔径比铆钉孔径小）预先按各自的钻孔样板分别钻出装配孔，装配时个零件之间的相对位置按这些装配孔设置。如图1-3所示。其中，孔称为装配孔。
装配孔的数量取决于零件的尺寸和刚度，一般不少于两个。在尺寸大、刚性弱的零件上取的装配孔数量应适当增加。这种定位方法在铆接装配中应用比较广泛。它适用于平面型和单曲面壁板型组合件装配。按装配孔定位的特点：（1）定位迅速、方便；
（2）减少或简化装配型架；
（3）开敞性好；
（4）比画线定位准确度高。
用装配孔定位的装配方法不需要使用专用夹具，故在成批生产中，在保证准确度前提下，应尽量使用装配孔定位的方法。对一些形状不是很复杂的组合件或板件，如平板、单曲度以及曲度变化不大的双曲度外形板件，都可采用装配孔方法进行装配。
4、用装配型架定位
最基本的一种定位方法。准确度取决于装配型架的准确度，保证装配准确度先保证装配型架的准确度。
由于飞机的零件、组合件尺寸大，刚度小，因此，为了进一步提高零部件之间的协调性和互换性，确保装配准确度，在飞机装配中通常采用装配型架（夹具）定位来保证零组件在空间相对准确的位置关系。装配型架定位是飞机制造中最基本的一种定位方法，它除了起定位作用外，还有校正零件形状和限制装配变形的作用。
一般机械产品的装配夹具是为了提高生产生产率，而飞机装配型架的主要功能是确保零件组件在空间相对正确位置。零件定位、校正零件组件的空间位置的
准确度。
图1-4 机翼装配型架示意图
图1-4所示为机翼装配型架示意图。机翼外形由卡板定位，机翼接头及副翼悬挂接头由反映部件之间连接关系的接头定位器来定位。
飞机装配中采用了大量装配复杂的型架，使制造费用大，生产准备期长，因此，在型架设计中应仔细研究各装配单元的定位方法，在确保准确度的前提下，综合采用各种定位方法，使型架结构尽可能简单。
装配型架定位的特点：
（1）装配的准确度高，有校验零件外行和限制装配变形的作用；
（2）定位迅速、方便，可以提高装配工作生产率；
（3）装配工作不够开敞，定位件占具空间；
（4）保证产品达到生产互换和使用互换的要求；
（5）生产准备周期长。
5、用坐标定位孔定位，定位孔分别配置在型架和零件上而装配孔在装配的两个零件上。
6、用基准定位孔定位，基准定位孔是配置在两个组合件板件或者锻件，而装配孔在两个零件上
对定位的要求：
（1）保证定位符合图纸和技术条件所规定的准确度要求；
（2）定位和固定要操作简单可靠；
（3）所用的工艺装备简单，制造费用少。
二、飞机装配型架的作用及其应用案例
型架的功用：
1、保证产品的准确度及互换性。
首先，应有过定位来保证零件的准确形状，这样才能保证工件在装配过程中既有准确形状又有必须的工艺刚度。
其次，无论铆接、胶接、焊接，在连接中都产生不同程度的变形，装配型架要能限制工件的变形。
第三，一般机械制造中保证产品互换性主要通过公差及配合制度和通用量具，而飞机制造中通过相互协调的成套的装配型架。因此型架的另一特点是成套性和协调性。
2、改善劳动条件，提高装配工作生产率，降低成本。
飞机装配型架关键特性具有一般关键特性的特点，同时结合飞机柔性装配型架与数字化测控制系统在飞机装配中的应用，飞机装配型架关键特性还具有一些独特的特点：
1）在装配型架设计阶段，根据用户需求与被装配产品特点，结合当前企业拥有的加工、制造等能力，设计产品装配型架。在设计过程中主要涉及为保证飞机产品主要尺寸和位置的定位器设计、保证产品外形准确度的定位面的设计等，初步把这些主要尺寸作为关键特性进行控制。装配型架关键特性与一般关键特性一样根据关键特性的可测量性和可控制性沿制造树逐级向下传递，形成关键特性树，同时上级关键特性由下级关键特性保证。
2）在装配型架安装阶段，把设计阶段定义的保证产品主要尺寸和外形准确度等定位特征作为关键特性，在主要定位结构上设置靶标点，把测量靶标点的坐标与理论坐标相比较，进行实时反馈和补偿，精确安装各种定位器。
3）在产品装配阶段，控制系统控制随动定位器运动到理论位置以精确定位产品，把这类通过控制系统控制的随动定位器或定位机构的精确定位也作为关键特性进行控制。
航空制造业的竞争日趋激烈，人们要求飞机的承载能力更强，更高效，而交货周期却更短。为满足这些严格的要求，飞机设计师不得不寻求更先进的设计方法和工具，以提高产品质量，缩短研制周期。有限元分析方法和智能设计系统加速了产品的优化设计，使零件、组合件的设计达到了前所未有的精度。这些先进的方法和工具为型架设计方法的改进提供了技术基础。
传统型架设计方法存在的问题
飞机结构件尺寸大，刚度小，而制造精确度要求高。为保证产品制造精度和互换协调，飞机制造过程中采用了成套装配型架。为减小装配过程中结构的变形并保证准确定位，现有装配型架采用刚性结构，而且一套型架只能用于一个装配对象，因此，飞机许多公司都采用了“确定装配”
生产准备过程中需制造大量的装配型设计方法。架。由于尺寸大，结构复杂，因此，装确定装配是用来描述产品设计过程的配型架的制造周期长，成本高，而且占一个术语，其基本思想是构成产品的地面积大。传统的装配型架上要安装许多定位件，为保证定位精度，定位件的安装往往需要专用安装仪器，如电子经纬仪、激光准直仪等，工作的分散性差，安装效率低，安装周期长。
一般飞机生产准备周期占飞机研制周期的１／２以上，而装配型架的设计制造是飞机生产准备的主要内容之一。减少型架的制造时间对缩短整个飞机研制周期有重要意义。为缩短生产准备周期，人们希望飞机设计完成后，生产工装很快就能投入使用，而型架设计的依据是飞机结构数据，因而传统的型架设计往往在飞机设计完成后才开始进行。实际生产过程中，在型架设计中确定装配设计方法装配对象的设计数据经常改动，导致装配型架的设计随之改动，这又延长了型架的设计制造周期。
确定装配设计方法
为缩短飞机研制周期，目前国外许多公司都采用了“确定装配”设计方法。装确定装配是用来描述产品设计过程的一个术语，其基本思想是构成产品的不同零件在预定义的结合面配合装配，整个装配过程不需要专门的测量仪器和复杂的测量及调整。确定装配设计方法属于面向制造和装配的设计方法的一部分，这种设计方法的潜在好处是减少工装和工具，提高装配效率，从而减少生产准备周期和制造费用。从理论上讲，这种设计方法要求零件的准确度高，不同零件“吸附在
一起（Ｓｎａｐｔｏｇｅｔｈｅｒ）”就可保证产品装配的准确度。因此，这
种设计方法必须以三维ＣＡＤ系统和智能设计为设计工具，以高精度ＣＮＣ设备为加工手段。
在型架设计中确定装配设计方法的一个具体应用就是采用“销钉板”（Ｐｅｇ
ｂｏａｒｄ），比如在立柱上加工许多标准的坐标孔，有相应标准的销钉与坐标孔配合。为了定位装配对象，专门加工了许多定位用刻度板完成专用结构的设计制造，这些刻度板上也有坐标孔，专用门加工了许多定位用刻度板，这些刻度板上也有坐标孔，可以通过销钉及相应的坐标孔将刻度板定位在立柱的销钉板上。刻度板是专门针对针对装配对象的特点加工的，用于桁条等结构的定位。
飞机结构和装配型架的并行设计
民用飞机的结构尺寸愈来愈大，如目前最大的超大型客机Ａ３８０，双层客舱，高２４ｍ，长７３ｍ，翼展宽８０ｍ，标准机型载客５５０～６５０人。飞机结构的大型化对设计人员提出了新的挑战。由于结构尺寸的增大，设计人员需要解决承载和空气动力外形方面所遇到的许多问题，从而导致设计周期更长，设计更改更多，这必然影响工装的设计、制造周期，延长了产品的上市周期。
要缩短产品上市周期，在飞机结构设计的同时就应开始工装设计，即飞机产品和飞机工装的并行设计。由于工装的设计依据来源于飞机产品数据，要在最终产品数据还未确定的情况下进行工装设计，工装的部分结构必须独立于产品数据。工装和产品并行设计的一个基本思路是改变传统的工装结构，将其划分为独立于产品数据或只需要基本数据的标准结构和依赖于最终产品数据的专用结构件两
部分。装配型架的标准结构部分主要有立柱、底座、辅助支撑等，专用部分主要有用于定位桁条的刻度板、接头定位件等。专用件一般尺寸较小，设计、加工制造周期很短，并且不需专门的大型加工设备。标准结构的设计不需要最终产品数据或只需一些基本数据，因此在飞机产品设计的初期就可进行设计制造可进行设计制造，当产品最终版本发放后只需较短的时间就可完成专用结构的设计制造。标准件和专用件采用确定装配设计方法非常方便，并且不需专用安装工具，装配周期短。这样，在产品设计完成后很短时间内型架就可投入产品装配。
确定装确定装配和并行设计方法在Ａ３８０壁板装配型架的设计制造中取
得了巨大的成功。空中客车英国公司以三维零件实体定义和开发的智能设计系统
为工具，制造工程师可以将零件几何特征很快转换为桁条定位指针，用于定位每一个桁条。
装配型架的柔性设计
大型飞机的装配型架更加庞大，制造周期长，占地面积大。传统的装配型架采用刚性结构，一套型架只能装配一个组合件或部件。柔性装配型架可以装配不同产品，能够减少型架数量，从而减少工装制造周期和费用，减少生产用地。
柔性设计的基本思想是在型架中采用可以快速调整的机构，以满足不同装配对象的装配要求。一般型架有数个立柱，每个立柱上有多个定位件。分析Ａ３４０－６００的柔性型架的桁条定位部分可以发现。柔性型架的立柱、定位件，甚至底座都是可以移动或调整的。采用确定装配设计方法设计制造的Ａ３８０壁板装配型架有数个桁条定位在型架上。型架的立柱上有带多个坐标孔的“销钉板”上。
定位桁条的刻度板通过定位梢固定在“销钉板”上。立柱上的定位指针在Z向
可以通过螺纹调整，通过丝杠可以在Ｙ向移动。立柱通过底座上的导轨可作Ｘ向移动。为了保证装配对象在Ｙ向的定位，在底座上往往有多个辅助支撑。辅助支撑通过导轨可作Ｘ向移动，Ｙ向定位点可以通过调整伸缩顶杆来调整。空客英国公司制造的柔性高速铆接系统中有两套柔性装配型架，可以铆接Ａ３３０／３４０，Ａ３１９／３２０／３２１；Ａ３００系列飞机机翼上下共有１２种壁板，
型架经过一定的调整，还可用于８种壁板的装配。每套型架有１０个可移动的立柱，２个围框式接头定位板，５个辅助支撑及底座。每个立柱上有一套定位系统以满足不同壁板结构的定位要求。定位系统包括４个可调节指针定位机构，其中上下２个指针从蒙皮外表面定位，中间两个指针从蒙皮内部对壁板定位。
大型飞机装配型架在飞机研制过程中占有重要地位，其设计方法对飞机研制周期有较大影响。柔性设计方法和并行设计的采用可明显缩短型架的制造周期，减少型架数量和占地面积，对降低成本和缩短研制周期具有重要的影响。确定装配设计方法是并行设计和柔性设计实施的基础，而确定装配设计方法必须以三维实体定义和智能设计系统为设计工具，以提高ＣＮＣ加工设备为手段。
三、飞机装配中胶接工艺特点及其应用案例
胶接是利用胶粘剂在联接面上产生的机械结合力、物理吸附力和化学键合力而使两个胶接件起来的工艺方法。胶接不仅适用于同种材料，也适用于异种材料。胶接工艺简便，不需要复杂的工艺设备，胶接操作不必在高温高压下进行，因而胶接件不易产生变形，接头应力分布均匀。在通常情况下，胶接接头具有良好的密封性、电绝缘性和耐腐蚀性。
胶接是通过胶粘剂将零件连接成装配件的一种方法。与传统的连接方法相比有以下显著的特点：
胶接的优点：
（1）不削弱基体材料，形成的接缝时连续的，受力分布比较均匀，连接薄板时，改善了支撑情况，提高了临界应力；
（2）减轻结构重量，提高疲劳强度；
（3）多层胶接提高材料利用率，提高结构破坏安全性能；
（4）胶接结构平滑，有良好的气动性能；
（5）有良好的密封性；
（6）胶接层对金属有防腐保护作用，可以绝缘和防止电化学腐蚀
胶接的缺点。
（1）性能分散力较大；
（2）生产质量控制要求严格；
（3）胶接质量不易检查；
（4）使用范围受限制，存在老化问题。
由于上述的种种优缺点，胶接技术在工业和生活中的应用非常广泛。当今金属胶接技术的发展方向；
1不断完善及提高胶接质量品质；
2不断降低成本、提高生产效率；
3开拓和发展新材料、新结构的航空胶接技术。
胶接的一大重要应用是设备的密封。用液态的密封胶代替传统的橡皮、石棉铜片等固态垫料,使用方便，且可降低对密封面加工精度的要求，同时密封胶不会产生固态垫片因压缩过度和长时间受力而出现的弹性疲劳破坏，使密封效果更加可
靠。航空工业是胶接应用的重要部门。由于金属联接件的减少，胶接结构与铆接或结构相比，可使机件重量减轻20～25%，强度比铆接提高30～35%，疲劳强度比铆接提高10倍。因而现代飞机的机身、机翼、舵面等都大量采用胶接的金属板金结构和蜂窝夹层结构，有的大型运输机胶接结构达3200米(,有的轰炸机胶接面积占全机表面积的85%。胶接结构在航天领域中必不可少，它有着阻裂、吸波、减震、隔音等特殊作用已经广泛应用于航天工业当中。
图3-1 现代飞机的胶接
然而在传统的飞机制造过程中需要大量铆钉将金属板连接起来(一架小型飞机需要上万个铆钉)，若采用胶接代替铆接，可使飞机质量减轻20%、强度提高30%}IZ}。如果飞机机身的壁板、整体油箱、机翼的零部件、直升机旋翼、舱门和地板等均采用胶接结构，可明显减轻飞机的质量、改善抗疲劳性和抗腐蚀性能，并具有节油提速增加航程、气动性能好、工艺简单、降低成本、密封绝缘、表面光滑美观和应力分布均匀等优点。目前在各种军用飞机、民用飞机的制造过程中，许多部位均采用结构胶进行粘接与密封(如机身隔框、后机身蒙皮、发动机整流罩、副翼蒙皮、机翼前缘、垂尾和平尾前缘、翼根整流片、飞机油箱、机窗、座舱!13-14}以及隔板、压板、防火层、出人门、窗口、气孔、管路、机身门窗、各种箱盖端面、垂尾及方向舵连接处等)。
所谓大飞机是指起飞总质量超过100t的运输类飞机，既包括军用、民用大型运输机，也包括150座以上的干线客机。近年来在国际大飞机项目研究中，高分
子胶粘剂的作用举足轻重:
①具有粘接飞机零部件的作用；
②具有良好的使用性能(如优异的加工性能、良好的热性能、优良的粘接性能、
低密度、抗老化性优和环境稳定性好等)。
因此，胶接结构取代传统连接方式是一种必然趋势，对提高产品性能、减轻结构质量、简化制造工艺和降低费用等具有明显作用。
在飞机制造过程中使用的结构胶主要有
①青结构胶，如自力-2,J-44-1,SY-13,J-40和SY-18等；
②酚醛/丁睛结构胶，如JX-4,J-04,XJ-9,SF-1,JX-9,J-O1(用于粘接金属、非金属结构件，20℃剪切强度>20MPa,150}C剪切强度>9MPa)和J-15(20℃剪切强度>29.4MPa,150}剪切强度>>15.7MPa,250}C剪切强度>>8.0MPa)等；
③氨酚醛/丁睛结构胶，如J-03(20}C剪切强度)20MPa,1509C剪切强度)7MPa)等；
④酚醛/EP/丁睛结构胶，如J-42等；
⑤改性EP结构胶，如自力一4,SL-1等;OEP/聚硫结构胶，如SY-16
等；
⑥酚醛/缩醛/EP结构胶，如SY-32等；
⑦酚醛/缩醛/有机硅结构胶，如204等。
我国从20世纪50年代末开始研制航空用结构胶(比国外晚了1020年):首先仿制了尼龙/酚醛有孔蜂窝结构胶，其缺点是耐水性能很差;然后改用了自制的丁睛/酚醛结构胶(耐温2000C)20世纪70年代初，成功研制出环氧/丁睛型自力一2结构胶，并将其用于直一五机旋翼无孔蜂窝后段的胶接，从而有效解决了有孔蜂窝结构开胶等问题;随后开发了多种无孔蜂窝结构胶及其配套胶;20世纪80年代，环氧/聚矾型胶粘剂。SY-14胶膜研制成功;1984年，磷酸阳极化耐久铝蜂窝芯研制成功;20世纪90年代，研制出包括胶膜I}l、底胶和发泡胶在内的中温固化、高温固化结构胶系列，特别是中温固化结构胶的应用使航空技术有了较大的进展。近年来某些主要的飞机制造公司相继建立了胶接生产线:西飞公司的胶接生产线，其面积达6000mZ，热压罐最大直径3.6m、长lOm;沈飞公司的铝合金磷酸阳极化工艺取消了含铬酸盐脱氧工序，采用硝酸脱氧，在国际上处于领
先地位。近三年来，我国航空等运输用胶粘剂用量的增长率达到11.8%左右}，由此说明国内航空用胶粘剂的需求量与日俱增。国内自制的胶粘剂很多都不能满足使用要求，因此每年必须进口大量结构胶和密封胶固。1998年我国自制的胶粘剂仅占世界总量的7%，而美国产品占35%I'}1;航空用胶粘剂更是少之又少。国内客机中大多采用自力一2等结构胶。
胶接结构在航天领域中必不可少，它有着阻裂、吸波、减震、隔音等特殊作用已经广泛应用于航天工业当中。
图3-2 Cy-35
随着近代科学技术的快速发展，运载火箭、洲际导弹、航天飞机等空间运载工具以及飞机、汽车、船舶等交通工具都朝着质量轻、可靠性好、寿命长和能耗低等方向发展。这些新的设计理念对胶粘剂的性能提出了更高的要求，即胶粘剂既要具备良好的综合力学性能，还要具备足够的耐热性能，’}。在飞机高速飞行过程中，蜂窝结构件外表的局部温度可260--316℃，其内部温度也可达到200-260℃。由于铝合金的最高使用温度是180℃，故必须采用钦合金或碳纤维复合材料来制造蜂窝结构件。这种结构的设计要求胶粘剂除了具有耐高温性能之外，还必须对钦合金、碳纤维复合材料等具有良好的粘接性能。因此，航空航天等高科技领域对结构胶综合性能的要求越来越高，21世纪的民用飞机要求结构材料必须朝着低密度、高强度、高韧性、耐高温、抗氧化、抗腐蚀、抗疲劳以及
隐身吸波性好等方向发展，而优良的航空用结构胶在制造满足上述要求的航空结构部件方面，具有重要的作用。近年来飞机上所用胶粘剂的品种不断增多、数量不断增大，其中改性EP(环氧树脂)胶粘剂[4[占68%，此外还包括改性PU聚氨醋)、聚酞亚胺[5-6]和双马来酞亚胺等胶粘剂。另外，结构胶已广泛用于客机的制造:波音一747飞机(胶接面积3200mz)，洛克希德公司L-1011飞机(2800mz)，德国MBB公司A300飞机(586m2)和A310飞机(631m2);而美国B-58飞机上的机身机翼、操作面和整流罩等部位，其胶接面积为全机的80%
四、先进飞机装配技术及其应用案例
飞机装配是根据尺寸协调原则，将飞机零件或组件按照设计和技术要求进行组合、连接形成更高一级的装配件或整机的过程。社会的需求、市场竞争及相关技术的不断发展，推动着飞机装配技术不断向更高水平演进。迄今为止，飞机装配技术已经历了从人工装配、半自动化装配到自动化装配的发展历程，目前快速发展的柔性装配将自动化装配技术推向了一飞机装配技术已经历了从人工装配、半自动化装配到自动化装配的发展历程，目前快速发展的柔性装配将自动化装配技术推向了一个新的高度。
国外先进装配技术的发展状况
近10余年来，国外飞机装配技术发展迅速，以B777、A340、A380、F-22、F-35等为代表的新型军、民机集中反映了国外飞机制造技术的现状和发展趋势，在装配技术上基于单一产品数据源的数字量尺寸协调体系，实施数字化尺寸工程技术，通过装配仿真实现装配过程优化，应用柔性模块化的工装技术、加工和检测单元并集成应用为一系列的自动化装配系统进行机体结构的自动化装配，大量米用了长寿命连接技术，实现了长寿命飞机结构的高质量、高效率装配。下面分别从自动化装配工装、自自动化装配单元、自动化装配系统、自动制孔、自动钻铆、装配检测、数字化装配管理技术等方面来介绍国外先进装配技术。1、自动化装配工装技术
与传统的装配工装不同，国外装配工装已经发展成数控自动化工装，主要
包括行列式柔性装配工装、多点成形真空吸盘式柔性装配工装、分散式机身柔性装配工装、自动对接平合等几类，它们具有模块化、数字化和自动化的特点。（1）行列式柔性装配工装
行列式柔性装配工装包括壁板工装和翼梁工装。前者用于空客系列民机的机翼壁板的装配，后者用于波音飞机如B-737、B-777、C一17 等飞机翼梁的装配。空客机翼壁板柔性装配工装可完成A330/340、A319/ 320/321 /A300系列飞机的机翼壁板的装配。最新的A380飞机也采用了此类装配工装。
（2）多点阵成形真空吸盘式柔性装配工装
多点阵成形真空吸盘式柔性装配工装由一组立柱吸盘组成，吸盘在程序控制下可进行三维移动定位，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。当产品外形发生变化时，吸附点阵布局自动进行调整，可以适应不同的装配件外形。自上世纪90年代初开始，这种基于多点阵成形真空吸盘式柔性装配工装技术已广泛应用于戴姆勒一奔驰宇航、波音、麦道、格鲁门、英宇航、CASA、EADS/空客、庞巴迪宇航等公司军、民用飞机的柔性装配和生产中
(1) 机身分散式柔性装配工装。
分散式机身柔性装配工装基于激光跟踪定位，并由CNC控制的一组工装单元组成，消除了传统大型装配型架的应用，促进了装配的自动化和柔性，具有结构简单、开敞性好、占地面积小、可重组等优点，现已广泛应用于大型飞机机身的装配制造。
(2) 自动化对接平台
自动化对接平台由计算机控制的自动化千斤顶（或定位器）、激光测量系统和平台控制系统组成。与传统对接平台相比，机质量大幅提高，效率高，周期短，通用性强，能适应不同尺寸的机身机翼结构。
2自动化装配单元技术
国外大型民机结构广泛采用自动化装配工艺，其基础是数控工装、家共和检测单元、数字化定位等技术。加工单元主要包括制孔单元、孔强化单元、自动注胶单元、自动送料单元、紧固件插入单元、环槽钉安装单元、抽钉安装单元、焊接单元等；检测单元包括照相测量孔定位单元、法线检测单元、孔检测单元等（1）制孔单元用于对结构进行钻孔和锪窝。制孔单元一般由钻孔主轴、钻夹头、位置反馈线性编码器、伺服进给机构、安全机构等组成。
（2）孔强化单元通过芯棒对开缝衬套的胀形实现对孔的挤压，完成孔强化，以提高连接孔的耐疲劳性能。孔强化单元主要由美国疲劳技术（FTI）公司开发。（3）自动注胶单元用于铆钉或螺栓安装前将一定量的密封胶注入孔内(从沉头窝一侧)，注胶时通过转动实现密封胶在孔内的均匀涂敷。
（4）自动送料单元用于完成紧固件的自动送料，有料斗式和提箱式2 种类型。提箱式送料单元包括离线式紧固件填充站、紧固件存储箱、送料自动选择装置、提箱手动清理装置等几个部分。提箱式送料单元可以完成无头铆钉、环槽钉、沉头铆钉、凸头铆钉和环圈等的自动送料。
（5）紧固件插入单元用于测量紧固件长度、插入间隙型紧固件和安装干涉型紧固件。紧固件插入单元的主要组件有用于送料的供料头、带编码器的气缸、插入和安装的驱动器等，通过线性光栅编码器（光刻尺）进行轴向定位，对紧固件的插入过程进行监控和确认，实时反馈紧固件的长度、方位、直径、干涉水平和安装速度等信息。
（6）铆接单元分传统的液压式压铆单元、新型电磁铆接和电动铆接单元3种。元动力头轻巧，铆接效率髙，铆接千涉量均匀。电动铆接单元采用滚柱丝杠伺服进给技术实现铆接，具有高精度、高重复性且无油污染的特点。
（7）环槽钉安装单元使用时先将环槽钉插入，然后在钉尾一侧自动安装环圈并实现铆接助电磁铆接技术实现了环圈的自动安装，该技术普遍用于波音和空客大型民机壁板的自动化装配。
（8）抽钉安装单元用于复合材料结构单面螺纹抽钉的自动安装，已在空客飞机复合材料平尾的自动化装配中应用。
（9）铣平单元用于铣平无头铆钉、补偿头铆钉、冠头铆钉等成形后的钉头和单面抽钉安装后的凸出部分，保证飞机的良好气动外形。
（10）焊接单元用于飞机金属结构的自动化焊接装配。目前应用的先进技术
有激光焊接、搅拌摩擦焊等。
（11）照相检测单元用于通过机器视觉显示、确认和校准加工点的位置。（12）法线检测单元采用数个涡流传感器或小型激光测距仪进行多点测量以确定工件加工点的法线，反馈至机床控制系统进行调整以保证制孔的垂直度要求。（13）孔检测单元采用带伺服驱动的探针测量孔的直径和同心度。检测中通
过接近开关预防碰撞，保护壁板或探针免受损害。孔P数据通过机器反馈以便识别超差情况。
3 自动化装配系统
国外飞机自动化装配技术已从由单台数控自动钻铆机和数控托架组成的自
动钻铆系统向由柔性装配工装、模块化加工单元、数控定位系统(包括机器人)、自动送料系统和数字化检测系统等组成的柔性装配系统发展。柔性装配系统主要包括机翼壁板柔性装配系统、翼梁柔性装配系统、复合材料尾翼柔性装配系
统、机身壁板柔性装配系统、机器人柔性装配系统、机身环铆自动装配系统和自动对接平台等。
(1)柔性壁板装配系统已广泛应用于空客系列飞机机翼壁板的装配。柔性翼梁装配系统已用于大多数波音民机翼梁大型构件的自动化装配，它集成了电磁铆接技术和运动磁轭装配及技术，其最新的发展是E 5 0 00 (ASAT4)C -17第四代自动化翼梁柔性装配系统。上述柔性装配系统的最显著特点是采用了电磁铆接动力头和行列式高速柱阵柔性装配工装，能适应不同规格和尺寸的壁板或翼梁的柔性装配
（2）德国BROTJE公司开发的机身壁板用了自动环铆技术，在A380、B—737、C一17等飞机机身壁板上得到了应用。
(3) 复合材料升降舵柔性装配系统可完成后缘的测量和校准、壁板钻孔和锪窝、铆钉选择和供给、注胶、铆接、壁板表面波纹度测量等过程。
(4)EI公司与空客英国公司联合开发了一种机器人柔性装配系统，用于机翼壁板与骨架的装配。该系统的主要功能有：压紧壁板、壁板厚度测量、钻孔、}检测、插入，栓和环槽钉并安装公司开发了一套用于A380尾翼扭力盒的自动化装配的Tricept805虚拟轴机器人装配系统(制孔和安装单面紧固等)。德国开发了一种用于复合材料机身装配的机器人装配系统。
4自动制孔技术
现代飞机结构大量采用复合材料、钛合金等难加工材料，大型飞机还对大尺寸孔的制备精度提出了更高的要求，因此普遍采用了自动化柔性制孔技术，以满足结构的长寿命、隐身、互换性的要求。自动制孔系统包括机舱地板制孔系统、机翼壁板制孔系统、长桁柔性制孔系统、柔性跟踪制孔单元、小型移动式自动制孔单元、机器人制孔系统等。
5自动钻铆技术
自动钻铆技术从70年代起就普遍采用，目前国外飞机制造商仍有相当大的装配工作由常规的配有半自动或全自动托架的、以液压为动力的自动钻铆机完成，GEMCOR公司还开发了全电动铆它依靠电动滚柱丝杆线性动力头提供压力来完成铆接。用全电动铆接取代液压铆接已成为自动钻铆机的发展趋势。
6装配的先进检测和试验技术
目前国外在装配检测和试验方面采用了激光跟踪定位和几何尺寸检测、复合材料装配件的自动化无损探伤、红外照相检测、飞机密封结构先进泄漏检测等技术。
国内飞机装配技术的发展建议
为了保证连接的质量,提高机体的疲劳寿命，提高生产效率，国外军、民机普遍采用自动化装配技术，只是在自动化难以实现的情况下，部分采用人工装配。
根据国内飞机装配技术的发展现状，参考国外军、民机自动化装配技术的总体应用状况,提出国内飞机装配技术的发展建议：
（1）积极组织开发和配置自动托架系统，加强自动钻铆技术的研究，提髙自动钻铆设备的应用水平。
（2）发展柔性装配技术，包括：
柔性装配工装技术
自动化加工单元技术
装配自动化检测技术；
自动化装配系统集成技术；
装配数字化定位技术
数字化装配工工艺规划技术
（3）以国内研制为主，结合引进国外先进技术，实现柔性装配工装、加工单元和检测单元的国产化，以满足国内航空工厂对飞机柔性装配系统所提出的大量需求。
飞机柔性装配工装关键技术及发展趋势分析 飞机柔性装配工装关键技术，就是基于数字化技术所开发的新兴飞机尺寸调整方式，能够对飞机设计进行重组，建立出具有参考性的模块，进而形成数字化、自动化的工装系统，能够避免或是减少零部件的使用。 标签：飞机柔性装配；工装关键技术；发展趋势 飞机柔性装配工装关键技术在实际应用的过程中，必须要重视飞机制造过程以及制造时间的控制，利用柔性工装可以有效缩短制造周期，提高制造质量，并且减少工装的数量，进而实现较为完善的制造模式。 1 飞机柔性配置工装关键技术 现代化飞机柔性配置工装已经不再是单纯的结构工装，而是集成数字化制造方式、现代设计方式、现代化的测量方式等，结合仿真技术实施工装，不断的形成先进性工装研究内容。此时，关键技术主要包括以下几点： 1.1 飞机柔性装配工装模块化技术 对于飞机柔性装配工装模块化技术的应用而言，相关技术人员不仅要重视柔性工装的模块化单元构成情况，还要对每个模块进行单独的设计，保证不会出现不符合实际制造的情况。同时，还要对每个模块的功能加以重视，使设计人员在实施设计工作的时候，能够从装配集中挑选出一个模块单元，快速的实施重组设计工作，进而实现装配工装的柔性化。由此可见，柔性装配工装设计技术是整个技术体系中最为重要的，每个模块单元，不仅可以单独设计，还能与其他模块相互组合，保证了结构的相似性，同时，设计人员还可以根据飞机结构设计需求，对某个模块重点设计，结合通用模块组，对工装整体装配工作进行优化。 1.2 柔性工装夹紧定位技术 工装的柔性化，不仅可以快速的将产品变化情况显现出来，还能突出夹紧定位的应变能力。对于不同的工装对象，夹紧的方式与结构也是不同的，必须要重视柔性工装夹紧定位方案的实用性，保证能够促进其有效发展，同时，夹紧定位方案还决定着柔性装配工装技术能否有效实现，对其发展就有较为良好的意义。 1.3 柔性装配工装结构优化设计技术 与一般工装相比较，柔性工装的结构较为繁琐，合理的设计工作，不仅可以提升飞机结构的强度，還能增强其刚度与稳定性，使飞机装配工作得以有效完成。同时，在优化设计的过程中，要想装配工装满足相关要求，就要合理的利用装配优化设计技术，提出较为完善的工装结构方案，使其在一定程度上，得到有效的优化[1]。
《现代飞机装配技术》知识点总结 南京航空航天大学 第一章 1、飞行器数字化和传统制造的最大区别特点 (1改模拟量传递为数字量传递。 (2把串行工作模式变为并行工作模式。 带来的必然结果是缩短产品研制周期,提高产品质量,降低研制成本。 2、 MBD 的定义,其数据集应包括的内容,采用的技术意义。 MBD 技术定义 :用集成的三维实体模型来完整表达产品定义信息,详细规定了三维实体模型中产品定义、公差标注准则和工艺信息的表达方法。 数据集包括的内容 :相关设计数据、实体模型、零件坐标系统、三维标注尺寸、公差和注释工程注释、材料要求、其它定义数据及要求。 技术意义:1. 改双数据源定义为单源定义,定义数据统一 2. 提高了工程质量 3. 减少了零件设计准备时间 4.电子化的存储和传递 , 协调性好 5.减少成本 6.易于向下兼容 (派生出平面信息 3、国外飞机数字化技术发展的三个主要历程: 部件数字样机阶段 1986—— 1992 全机数字样机阶段 1990—— 1995 数字化生产方式阶段 1996—— 2003 4、飞机结构的特点
零件多、尺寸大、刚度小、外形复杂、结构复杂、精度要求高、其装配具有与一般机械产品不同的技术和特点。 5、什么是飞机装配,发展历程? 根据尺寸协调原则, 将飞机零件或组件按照设计和技术要求进行组合、连接形成更高一级的装配件或整机的过程。 自动化装配 6、飞机数字化制造的三个主要内容 CAD 、 CAM 、 CAPP 第二章 1、产品数字建模的发展过程中提出的产品信息模型有哪三种概念? 面向几何的产品信息模型 (geometry- oriented product model 面向特征的产品信息模型 (feature- oriented product model 集成产品信息模型 IPIM(integrated product information model 2、物料清单(BOM 的定义,企业三种主要的 BOM 表, EBOM 、 PBOM 、MBOM BOM 定义 :又称为产品结构表或产品结构树;在 ERP 系统中,物料一词有着广泛的含义,它是所有与生产有关的物料的统称。 EBOM 设计确定零部件的关系 PBOM 工艺工艺规划、加工归属计划分工表 MBOM 制造主要按照装配顺序流程来确定
目录 第一章：飞机铆接装配定位的方法 (1) 一、基准件定位法 (1) 二、画线定位法 (1) 三、装配孔定位法 (2) 四、装配型架定位法 (3) 第二章:飞机铆接的制孔位置和方法 (3) 第一节：确定孔的位置 (3) 一.按图样尺寸划线 (4) 二.按样板划线 (4) 三.按导孔钻孔 (4) 四.按钻模钻孔 (4) 第二节：制孔的方法 (4) 一.冲孔 (5) 二.钻孔 (5) 三.铰孔 (6) 四.拉孔 (6) 五.孔的质量检查 (6) 第三章:铆接的分类和工艺过程 (7) 一.普通铆钉的种类、代号和材料 (7) 二.铆钉长度的选择 (9) 三.铆接的工艺过程 (10) 第四章:铆接的技术要求 (10) 一.铆钉孔位置的技术要求 (10) 二.铆钉孔的技术要求 (11) 三.铆钉窝的技术要求 (12) 第五章：铆接的质量检查分析 (13) 一、铆接质量检查 (13) 二、铆接质量分析 (15) 三、铆接分解 (15)
第一章：飞机铆接装配定位的方法 飞机装配过程中的首要问题是确定零件，组合件之间的相对位置。定位方法是完成在装配过程中定位零件、组合件的手段，包括基准件定位法、画线定位法、装配孔定位法和装配型架定位法四种。 一、基准件定位法 待装配的零件、组合件以基准零件、组合件或者先装的零件、组合件来确定装配位置、如（图1-1）所示，连接框和长行用的角片可以预先装在长行上，然后按角片确定框的纵向位置，或者在骨架装配时按框和长珩定位角片。这种基准件定位法要求基准件位置准确、刚性强，多用于小零件和小组合件的定位，方法简单、方便。 图1-1 框、长桁用角片连接的结构示意图 二、画线定位法 待装配的零件按画在零件上的线条确定装配位置，如（图1-2）所示，角材位置按腹板上划线定位。这种定位方法准确度较低，一般用于刚性较大，无协调要求和位置准确度要求不高的零件定位；还有此方法工作效率不高，容易产生差错，所以在飞机研制阶段为了减少工艺装配数量，采用这种方法定位零件，在成批生产中作为一种辅助的定位方法。 图1-2 翼肋角材用画线定位示意图 三、装配孔定位法
飞机柔性装配工装设计分析 摘要柔性装配工装技术在国外飞机的设计和制造中得到了广泛的应用。近年来，已引起国内飞机研究人员的注意。柔性化装配工装技术可以适应装配环境的变化，具有多种定位功能。基于此，本文对飞机柔性装配设计流程进行了详细的分析，以供参考。 关键词飞机；柔性；装配工装设计 前言 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。 1 飞机工装设计制造的特点 第一，受到模拟量传递研制方法应用的影响，导致其工装与自身之间、与零部件之间的协调性要求较多，且关系比较复杂。第二，飞机零组件需要多种工装进行实现，同时不同工装用于不同的制造工序，对此飞机工装的种类较多，数量大且研制的时间较长。第三，工装决定着飞机制造的质量，对此对于飞机工装的质量、精度要求等要高于零组件质量。第四，工装与其飞机制造效率的提高有着直接的关系[1]。 2 飞机工装设计制造技术 2.1 工装柔性化 柔性装配技术，是国外一些大型航空企业常应用的技术，其不仅缩短生产周期，同时也降低了飞机工装制造的成本。柔性装配工装是以产品数字量尺寸协调体系模块为基础，从而实现其自动重组，直接规避了产品设计制造中，由于指定装配型架应用而带来的经济负担。 2.2 工装数字化 工装数字化，包含工装数字化设计，工装数字化制造以及工装数字化检测几方面内容；第一，工装数字化设计，是借助三维数字化环境，实现结构零组件、预装配设计的数字化。第二，工装模型的数字化设计，借助数字化制造，实现主要特征型面等的数字化加工装配。第三，工装数字化检测，借助数字化检测设备，实现设计制造工装过程的数字化检验。
一、飞机装配定位方法及其应用案例 飞机装配过程一般是由零件先装配成比较简单的组合件和板件，然后逐渐地装配成比较复杂的锻件和部件，最后将部件对接成整架飞机。 机翼和机身具有不同的功能，故结构不同，所以要设计成两个单独的部件，发动机装在机身内，为便于更换，维护和修理，将机身分为前机身和后机身，鸵面相对于固定翼作相对运动，故划分为单独部件，某些零件设计有可卸件，以便维护，检查及装填用。 在装配过程中首要问题是要按图纸及设计要求确定零件，组合件之间的相对位置，即进行装配定位。。定位方法是完成在装配过程中定位零件、组合件的手段，包括基准件定位法、画线定位法、装配孔定位法和装配型架定位法四种常用的定位方法： 1、用基准零件定位 待装配的零件、组合件以基准零件、组合件或者先装的零件、组合件来确定装配位置。这种装配定位方法简便易行，装配开放，协调性好，在一般机械产品中大量使用。基准零件一般是先定位或安装好的零件，零件要有足够的刚度及较高的准确度，在装配时一般没有修配或补充加工等工作。在飞机制造中，液压、气动附件以及具有如（图1-1）所示，连接框和长行用的角片可以预先装在长行上，然后按角片确定框的纵向位置，或者在骨架装配时按框和长珩定位角片。这种基准件定位法要求基准件位置准确、刚性强，多用于小零件和小组合件的定位，方法简单、方便。
2、用画线定位 即待装配的零件按画在零件上的线条确定装配位置，如（图1-2）所示，角材位置按腹板上划线定位。这种定位方法准确度较低，一般用于刚性较大，无协调要求和位置准确度要求不高的零件定位；还有此方法工作效率不高，容易产生差错，所以在飞机研制阶段为了减少工艺装配数量，采用这种方法定位零件，在成批生产中作为一种辅助的定位方法 3、用装配孔定位 即是把相互连接的零件、组合件分别按一定的协调手段，具体过程如下：装配以前，在各个零件的部分铆钉位置上（一般是每隔400mm左右钻一个装配孔，孔径比铆钉孔径小）预先按各自的钻孔样板分别钻出装配孔，装配时个零件之间的相对位置按这些装配孔设置。如图1-3所示。其中，孔称为装配孔。 装配孔的数量取决于零件的尺寸和刚度，一般不少于两个。在尺寸大、刚性弱的零件上取的装配孔数量应适当增加。这种定位方法在铆接装配中应用比较广泛。它适用于平面型和单曲面壁板型组合件装配。按装配孔定位的特点：（1）定位迅速、方便； （2）减少或简化装配型架；
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/423244100.html, 飞机柔性装配工装设计分析 作者：孙晓光 来源：《科学与财富》2017年第25期 摘要：飞机柔性装配工整技术，是数字化技术发展的产物，实现了不同形状、特征的统一结构族多部件的装配。目前来说，飞机柔性装配工装技术已经广泛应用在生产实践中，国外对于相关技术领域的理论研究较为成熟，科学工作者提出了可重构柔性工装、决定性装配等多种装配方式，而我国目前针对不同的飞机产品，也设计出了行列吸盘式壁板柔性装配工装等多种实践性工艺，促进了我国飞机制造业的发展。为了进一步保障技术应用效果，在设计分析过程中，首先需要进行目标产品设计特点分析，了解柔性定位特点，确定柔性定位器功能，加强定位执行末端的设计，在最终环节定位单元行程，进行布局优化。 关键词：飞机；柔性装配工装设计；分析 飞机是目前应用于交通运输领域较为先进的一种交通工具，其生产制造水平对于国家经济发展有着较大影响。随着飞机制造行业的发展，其制造理论体系不断完善，制作工艺水平不断提升，柔性装配工装关键技术是基于数字化技术开发出来的一种飞机新型生产技术，能够通过调整飞机零件尺寸实现重组设计，形成一个数字化、自动化的工装系统，对于提高飞机制作水平具有积极意义[1]。在传统的飞机装配工装中，一旦产品设计调整，工装调整耗费时间较 长，使用柔性装配工装设计技术，只要是同一结构族的装配工程，即使是尺寸、形状不同的多个部件，也可以统一完成装配，这样能够有效缩短飞机装配工装的设计与制造周期。 1.飞机柔性装配工装设计现状分析 目前，柔性工装技术在国外飞机装配工装中广泛应用，主要的施工技术理论有：①适用于含有大曲率或复杂形状工件定位的柔性工装技术。通过控制真空吸盘生成吸附点阵，可保证装配工件曲面外形一致，在进行钻孔、铆接等工作时可有效固定住工件，保证定位的精准性；②主要用于机翼装配的可重构柔性工装技术。由标准量和装配造型架构成工装静态框架，并在其主梁上安装动态模块，能够实现使定位夹紧器的精准控制；③主要用于机翼与翼梁装配中的决定性装配方法（DA）。该技术通过合理的设计与紧密的加工，降低了常规工艺设备使用率，降低了飞机装配对于型架的依赖性；④主要用于翼身对接的定位系统，通过定位单元的重用实现新的飞机部件的柔性装配[2]。 我国在柔性装配技术的研究水平也处于世界领先地位，针对国内不同的飞机产品，出现了不同类型的施工技术，比如说行列吸盘式壁板柔性装配工装，用于机身部件、翼面类部件、机翼翼盒装配等，这些技术体系都已经比较完善，在生产实践中得到了广泛的应用。在飞机装配工装中，设计方案的频繁更改是难免的，但是这样会延长工装调整的时间，是飞机快速生产的一个瓶颈，潘志毅等人针对这一问题，通过对主几何层、源控制几何层等进行综合运算建立了型架变型设计模型，有效解决了这一问题。
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。总体来看，与国外的飞机柔性数字化装配技术相比，还存在较大的差距，主要体现在如下几个方面：（1）飞机装配尺寸协调体系以数字量传递为主，模拟量传递为辅。飞机产品和装配工装采用CATIA进行数字化设计，利用Delmia V5平台进行数字化装配设计、装配仿真等工作刚刚起步； （2）自动装配系统的工程应用处于空白阶段，铆接大部分采用手工锤铆，螺栓连接全部为手工操作，自动化制孔、电磁铆接技术的工程化应用刚刚启动。自动化柔性装配技术涉及的单元技术和系统集成技术尚处于实验室研究阶段。由于数控托架技术和自动化钻铆工艺技术尚未合理地配套，引进的自动钻铆机未得到充分应用； （3）移动生产线技术处于起步研究阶段吗，由于我国的飞机装配技术比较落后，导致批生产与多品种变批量快速转换能力较差，仍然采用传统的批量刚性生产线，生产线的调整和生产准备周期很长。目前，我国航空工业尚不具备多品种变批量生产的快速转换能力，装配技术是主要的制约因素。 不过，乐观地来说，国内已经开展了与飞机柔性装配技术相关的技术方面一些工作。比如，在数字化工装设计技术方面，采用CAD技术进行飞机型架设计，开发了型架设计系统，
现代飞机装配技术知识要点 一、绪论 1、飞机装配定义：根据尺寸协调原则，将飞机零件或组件按照设计和技术要求进行组合、连接形成更高一级的装配件或整机的过程。 2、飞机装配发展历程：人工装配、半自动化装配、自动化装配。 3、飞机结构特点：零件多、尺寸大、刚度小、外形复杂、精度要求高。其装配具有与一般机械产品不同的技术和特点。 4、现代飞机装配技术发展趋势： （1）柔性化：工装和设备适合多种机型或零部件。 （2）自动化：高效自动化装配，具体体现为零部件自动化定位调姿、自动化制孔等。（3）数字化：高精度数字量传递。 （4）集成化：工艺、工装、设备紧密集成为有机整体。 二、数字化制造 1、数字化制造和传统制造的最大区别： （1）改模拟量传递为数字量传递。 （2）把串行工作模式变为并行工作模式。 2、飞机数字化特点：缩短产品研制周期，提高产品质量，降低研制成本。 2、国外飞机数字化技术发展3个历程： 部件数字样机阶段1986——1992 全机数字样机阶段1990——1995 数字化生产方式阶段1996——2003 3、 4、飞机数字化制造的3个内容：CAD绘图技术、CAD建模技术、MBD技术。 5、数字样机的主要内容： （1）1级数字样机：飞机产品设计从用户的需求开始。飞机总体设计组经过对飞机的航程、所需燃油、载客量、总体性能及制造成本进行分析后，得出的数据就作为进行初步产品数字建模的依据。建立飞机总体定义包括飞机的描述文档、三面图、外形气动布局和飞机内部轮廓图（DIP）。 （2）2级数字样机：在生产设计数据集发放之前，为工程部门用来进一步进行产品开发，验证设计构型等。已经用它对飞机结构设计和不同设计组之间的界面进行了协调，零部件外形已经确定下来，但还未进行详细设计。在这阶段数字化预装配（DPA）的工作进展主要体现在为飞机的可维护性、可靠性、人机工程以及支持装备的兼容性等进行了尽可能的详细设
Equipment Manufactring Technology No.10,2011 飞机自动化装配是实现缩短生产周期、降低成本、提高生产效率目标的重大关键技术。由于现代飞机都有较高的寿命要求,因而装配精度和装配品质起着重要的作用。一架飞机所用的连接件少则数十万件,多则上百万件,从减重、防腐、抗疲劳、密封、安装等方面出发,采用自动装配技术不仅可实现对不开敞、难加工部位的装配,而且还能有效提高装配效率和装配品质,降低装配成本,改变传统的装配方式,这是手工装配所不能完成的。 1国外飞机自动化装配技术的发展 国外飞机装配技术,基本上经历了传统的手工装配、半机械化装配、机械化装配和自动化装配的过程。上世纪中期,一些航空制造业巨头,如波音、空客等花大力气,投入巨资研究了以自动化装配为基本单元的飞机移动总装配生产线,并很快取得了令人瞩目的成功。先进的飞机装配技术和生产管理模式,彻底改变了人们的飞机装配制造理念,大幅度提高了飞机装配品质和效率。 波音公司最先尝试并探讨了改变传统装配方法的途径,从最初利用共用定位来减少工装,广泛采用自动化装配站到实现柔性化装配,最终形成移动生产线,这个发展过程,使飞机装配技术发生了革命性的变化。通过模块化装配、自动化装配站、脉动式生产线、移动生产等飞机总装技术,波音777飞机的研制,使研制周期缩短50%,出错返工率减少75%,成本降低25%,成为自动化装配技术在飞机制造中应用的标志和典范。 2国内飞机总装配技术发展现状 国内飞机总装,通常采用固定机位装配方式,即人、物、设备、工装等围绕着飞机转。整个总装过程,基本上是全部依靠人工装配,所用的工装主要是工作梯,测量设备落后、效率低下。虽然近年来国内也开展了一些相关技术的研究和应用探索,局部装配环节采用了一些数字化装配技术,但总体上与航空工业发达国家相差甚远。远远不能满足新型号的要求。这种差距,综合体现在以下4个方面:
飞机装配技术简介 飞机装配是根据尺寸协调原则，将飞机零件或组件按照设计和技术要求进行组合、连接形成更高一级的装配件或整机的过程。社会的需求、市场竞争及相关技术的不断发展，推动着飞机装配技术不断向更高水平演进。迄今为止，飞机装配技术已经历了从人工装配、半自动化装配到自动化装配的发展历程，目前快速发展的柔性装配将自动化装配技术推向了一个新的高度。 近10于年来，国外飞机装配迅速发展，以B777、A340、A380、F-22、F-35等为代表的新型军、民机集中反映了国外飞机制造技术的现状和发展趋势，在装配技术上基于单一产品数据源的数字量尺寸协调体系，实施数字化尺寸工程技术，应用柔性模块化的工装技术、加工和检测单元并集成应用为一系列的自动化装配系统进行机体结构的自动化装配，大量采用了长寿命连接技术，实现长寿命飞机结构的高质量、高效率装配。 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（CATIA），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。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[1～3]。在测量技术方面，计算机辅助电子经纬仪（CAT），及激光跟踪仪（LT）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 第1页共8页
现代飞机装配技术》知识点总结 南京航空航天大学 第一章 1、飞行器数字化和传统制造的最大区别特点 (1 改模拟量传递为数字量传递。 (2 把串行工作模式变为并行工作模式。 带来的必然结果是缩短产品研制周期,提高产品质量,降低研制成本。 2、MBD 的定义,其数据集应包括的内容, 采用的技术意义。 MBD技术定义：用集成的三维实体模型来完整表达产品定义信息，详细规定了三维实体模型中产品定义、公差标注准则和工艺信息的表达方法。 数据集包括的内容：相关设计数据、实体模型、零件坐标系统、三维标注尺寸、公差和注释工程注释、材料要求、其它定义数据及要求。 技术意义：1. 改双数据源定义为单源定义, 定义数据统一2. 提高了工程质量3. 减少了零件设计准备时间4. 电子化的存储和传递, 协调性好5. 减少成本6. 易于向下兼容( 派生出平面信息 3、国外飞机数字化技术发展的三个主要历程： 部件数字样机阶段1986 ——1992
4、飞机结构的特点零件多、尺寸大、刚度小、外形复杂、结构复杂、 精度要求高、其 装配具有与一般机械产品不同的技术和特点。 5、什么是飞机装配, 发展历程? 根据尺寸协调原则, 将飞机零件或组件按照设计和技术要求进行组合、连接形成更高一级的装配件或整机的过程。 自动化装配 6、飞机数字化制造的三个主要内容 CAD、CAM 、CAPP 第二章 1、产品数字建模的发展过程中提出的产品信息模型有哪三种概念面向 几何的产品信息模型(geometry- oriented product model 面向特征的产品信息模型(feature- oriented product model 集成产品信息模型IPIM(integrated product information model 2、物料清单(BOM 的定义,企业三种主要的BOM 表, EBOM 、PBOM、MBOM BOM定义：又称为产品结构表或产品结构树；在ERP系统中，物料 一词有着广泛的含义, 它是所有与生产有关的物料的统称。
装配定位及固定一、装配基准 飞机各个部件外形的准确度，关系到飞机的飞行性能，而选择不同的装配基准会出现不同的外形准确度。在飞机的铆接装配中使用了以下几种装配基准： 1以蒙皮外形为基准 首先将蒙皮在型架(夹具)的外形卡板上定好位，再将骨架零件(或组件)贴靠到蒙皮上，并施加一定的压力使蒙皮紧贴于外形卡板上，之后将两半骨架连接起来。这种方法的误差是由外向内积累的，最终靠骨架的连接而消除。这种方法的外形准确度高，一般适用于高速飞机(如图2-2所示)。 2以蒙皮内形为基准 首先将蒙皮压紧在型架(夹具)的内托板(以蒙皮内形为托板的外形)上，再将骨架零件(一般为补偿件)装到蒙皮上，最后将骨架零件与骨架(或骨架零件)相连接(如图2-3所示)。 这种方法与上一种相比较而言，基本相似，只是其外形比前者多了一道误差(蒙皮厚度公差)。国外广泛采用它来装配大型飞机的机身等部件。 3以飞机骨架外形为基准 图2-2以蒙皮外形为基准的装配方法图2-3以蒙皮内形为基准的装配方法
首先将骨架在型架上定位好并进行铆接，使其具 有一定的刚度，然后将蒙皮装上，并对蒙皮施加 外力，使蒙皮紧紧贴在骨架上，再将蒙皮与骨架 铆接，其误差是从内向外积累的，故外形准确度 差。一般多用于低速飞机(如图2-4所示)。 图2-4以骨架为基准的装配方法 l-梁2-翼肋3-工艺垫片4-卡板5-长桁 二、定位方法 1划线定位法根据产品图样上给的尺寸，用通用量具进行度量和划线确定零件的安放位置(如图2-5所示)。 这种方法因划线的误差较大(约1mm左右)，而使其定位准确度较低。一般用于刚性较好的零件，且位置准确度要求不高的部位。如图2—4中翼肋的加强角材件号4及件号5可以采用划线定位。而上下缘条件号1及件号2，其位置准确度直接影响飞机的气动力外形，故不能用划线法定位，即仅尺寸1L及2L可用划线法确定。 1）划线定位程序 （1）首先要看懂图样，确定航向和图样表示的是右件还是左件，以免将零件装错或装反。 （2）确定划线基准，根据产品图样给的尺寸基准进行划线，在飞机装配图中肋和框的位置是以轴线为基准，机身和发动机舱是以构造水平线和对称中心线为基准，有的尺寸是间接尺寸，需要通过换算来确定。 （3）用划线工具进行划线，为了避免误差积累造成的不协调，对于尺寸链的各个环都要按某一固定的基准为依据进行测量。如图2-6中大梁上用来连接各肋的角材，都应以某一端为基础确定各个角材的位
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/https://www.doczj.com/doc/423244100.html,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
数字化技术在飞机装配中的应用(doc 10页)
数字化技术在飞机装配中的应用研究 飞机装配数字化技术的应用, 使我国航空产品的开发发生观念性的改变, 促进企业管理体制、型号研制过程的一系列变革, 并向着开放式的、具有快速应变能力物创新能力的现代型企业方向发展 . 国内外飞机装配技术现状 1.1 国内现状 我国的飞机装配技术和组织管理方式，虽然在局部上采用了较先进的技术，如利用激光跟踪仪或计算机辅助经纬仪（Computer Aided Theodolite ，CAT ）技术安装型架，少数采用了自动钻铆技术，简化了装配型架结构。但与发达国家相比还存在较大差距，主要表现在： （1 ）上述技术尚不配套，应用上不成熟，加上我国多年来对飞机装配技术缺乏研究，资金投入不足，仅满足于能把飞机制造出来，目前飞机装配还是沿袭着过去几十年来批生产的手工作业模式； （2 ）飞机的设计制造仍主要采用串行模式，制造模式未实现根本转变； （3 ）数字化技术的应用规模较小，还未实现一个完整型号的全面数字化； （4 ）各环节虽然已实现数字量传递，但仍存在信息孤岛现象，未打通飞机数字化设计制造生产线，模拟量传递依然大量存在； （5 ）工装、工艺设计与产品设计脱节，未能充分实现并行工程，造成飞机装配协调困难，返工率高； （6 ）在装配技术方面，虽然局部采用了数字化技术，如在协调方式上局部采用了数字量传递方法，但模拟量传递仍然是当前众多企业飞机制造的主要协调方法； （7 ）采用专用工装装配，光学仪器测量安装仍是目前飞机装配的主要手段，未能在数字化装配技术方面实现新的突破，导致飞机制造成本居高不下； （8 ）装配工人在现场工作需要仔细翻阅大量的图纸、工艺文件，而且经常会出现工作上的失误，造成装配质量问题，影响装配周期。 1.2 国外现状 飞机产品数字化设计制造技术是20 世纪80 年代后期以来，随着CAD/CAM 、计算机信息和网络技术的发展，以美国为首的西方发达国家开始研究并首先采用的一项新技术。这项技术以全面采用数字化产品定义、数字化预装配、产品数据管理、并行工程和虚拟制造技术为主要标志，从根本上改变了飞机传统的设计与制造方式，大幅度地提高了飞机设计制造技术水平。美国波音777 飞机的研制，由于全面采用了该项新技
』Ｌ墨一汪￡趾眙隧 国外飞机柔性装配技术 郭恩明： 中国一航北京航空制造工程研究所所 长兼党委书记．自然科学研究员，并 兼任总装备部先进制造技术专家组副 组长，中国航空学会常务理事、中国 复合材料学会副理事长、中国无损检 测学会理事、航空材料中心理事会理 事等职务。曾多次获得国家级科技进 步奖、部级科技进步奖和光华基金 奖。多次在型号研制中立功。１９９３年 享受政府特贴，１９９７年被授予中国航 空工业有突出贡献专家称号，２００２年 获国防科工委有突出贡献的中青年专 家称号、并入选国防科技工业“５１１人 才工程”高级管理人才 航空工业是国家经济建设和保卫国家安全的战略性产业，它的产品一—现代飞行器集当今多项高新技术于一体，被誉为现代科技之花。 ２８航空制造技术－２００５年第９期北京航空制造工程研究所所长郭恩明 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。目前国 外蓬勃发展的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、设备和工装模块化可重组的先进 装配技术。它与数字化技术、信息技术相结合，形成了 自动化装配技术的一个新领域 经济发达国家把航空工业作为拉 动国民经济相关产业的支柱产业，得 到了持续的发展，同时也带动了其他 高新技术特别是高新制造技术的飞速 发展。 在航空产品（包括飞机、发动机 和机载设备等）的制造中，飞机装配 是将零件（或组件、部件）按照设计 和技术要求进行组合、连接形成高一 级的装配件或整机的过程。飞机装配 由于产品尺寸大、形状复杂、零件以 及连接件数量多，其劳动量占飞机制 造总劳动量的一半左右甚至更多，因 此经济发达国家对飞机装配技术十分 关注，并投入巨资进行研发。 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。社会的需求、市场竞争及相关 技术的不断发展，推动着装配技术不 断向更高水平演进。 目前国外蓬勃发展的柔性装配技 术是一种能适应快速研制和生产及低 成本制造要求、设备和工装模块化可 重组的先进装配技术。它与数字化技 术、信息技术相结合，形成了自动化 装配技术的一个新领域。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。 本文仅从柔性装配工装、柔性制 孔、柔性装配系统、数字化检测技术 等几个方面就柔性装配技术在国外的 现状及发展做简要的介绍。
《飞机装配工艺学》课程报告 班级： 姓名： 学号： 南京航空航天大学金城学院 2011.1
目录 一、引言 (1) 二、飞机装配的基本内容和特点 (1) 三、飞机制造中的互换和协调 (4) 四、飞机铆接结构装配 (7) 五、飞机胶接工艺 (7) 六、飞机总装配及机场工作 (8) 七、飞机装配型架的设计 (8) 八、学习心得 (8)
一、引言 飞机机体制造要经过工艺准备、工艺装备的制造、毛坯的制备、零件的加工、装配和检测诸过程。飞机制造中采用不同于一般机械制造的协调技术(如模线样板工作法)和大量的工艺装备(如各种工夹具、模胎和型架等),以保证所制造的飞机具有准确的外形。工艺准备工作即包括制造中的协调方法和协调路线的确定（见协调技术），工艺装备的设计等。 飞机制造从零件加工到装配都有不同于一般机器制造的特点。 机体零件加工 飞机生产的批量小，生产中还要经常修改，所以飞机钣金零件(蒙皮、翼肋、框等)的制造力求用简单的模具。广泛应用橡皮成形、蒙皮拉形、拉弯等钣金成形技术，尽量采用塑料制造成形模具。现代飞机尺寸增大，蒙皮厚度增加，以及成形性能较差的钛合金、铍合金、不锈钢板材的应用，对钣金成形技术提出更高的要求。不断使用各种大尺寸、大功率的型材拉弯机、蒙皮拉型机、强力旋压机和压力超过100兆帕(约1000公斤力/厘米2)的橡皮成形压床。同时一些新的加工方法，如超塑性成形、加热成形、真空蠕变成形、半模或无模成形技术不断涌现。 现代飞机上广泛应用的大型整体结构件，如机翼整体壁板、翼梁、加强框等，它们形状复杂、切削加工量大、自身刚度差，需要在工作台面很大（有的长达数十米）的、带有多个高速铣削头的现代数控铣床上加工。整体壁板的加工还需带真空吸盘的大面积工作台（见整体壁板制造）。加工立体形状复杂的大型框架，如座舱风挡骨架、舱门、窗框等，还需要采用多坐标联动的数控铣床或立体靠模铣床（见数控加工）。此外，为加工切削性能不好的材料和形状复杂的零件，还广泛采用电加工、化学铣切等特种加工工艺。 复合材料在飞机结构上的应用日益增多，现已成功地用于制造舱门、舵面、垂直尾翼和直升机的旋翼。复合材料构件由高强度纤维与树脂复合，在模具中加温、加压制成。所用设备是自动铺带机、预浸带和预浸布成形机等。复合材料构件制造的关键问题是要控制构件的变形，要求细致研究铺层工艺、模压技术，并在加工中精确地控制温度和压力变化。 机体装配 飞机制造中装配工作量占直接制造（即不包括生产准备、工艺装备制造）工作量的50％～70％，现代飞机的零件连接方法以铆钉连接为主，在重要接头处还应用螺栓连接。这种连接方法简便可靠，但是钻孔、铆接多是手工操作，工作量很大。应用自动压铆机可以提高铆接生产率，改进铆接质量，同时也可改善装配工人的劳动条件。为了增加使用成组压铆的比例，要在构造上将飞机各部件分解成许多壁板件。 焊接 也是飞机制造中常用的连接工艺（见焊接技术）。熔焊用于起落架、发动机架等钢制件的连接。接触点焊和滚焊用于不锈钢和铝合金钣金件的连接。金属胶接用于制