第5章 数字化柔性装配工装

飞机数字化装配技术摘要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、技术条件等进行组合、连接的过程。

迄今为止,飞机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。

随着计算机辅助设计,计算机辅助制造技术、计算机信息技术、网络技术的发展，数字化装配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。

飞机装配协调技术从传统的以模线、样板、标准工装为主要载体的模拟量传递协调系统，发展到现在采用数字量传递的方法进行工装和零、组、部件的制造以保证其协调性,而且在装配过程中采用的数字化测量技术是飞机制造业的一次革命性的变革。

飞机装配工装技术伴随着飞机装配技术的发展而发展。

一般对于飞机装配产品尺寸较大、形状较为复杂,为了能够更好地保障飞机整体结构上的稳定性和可靠性,目前我国飞机制造企业纷纷采用数字化处理技术,实现对飞机装配整体结构上的加固。

本文通过对数字化装配技术的特点以及目前我国飞机装配技术现状进行简要分析,从而对飞机装配数字化应用和技术要点进行详细说明,为全面提高飞机装配协调性和稳定性提供坚实的基础。

关键词：飞机装配、数字化装配、数字化测量技术AbstractAircraft assembly is a key link in the aircraft manufacturing process, aircraft assembly process is the process in which the large number of aircraft parts were combined or connected according to drawings and technical conditions. So far, aircraft assembly technology has experienced from the manual assembly, a semi-mechanical / semi-automated assembly, mechanical / automation assembly to the flexible assembly. With the development of computer aided design, computer aided manufacturing technology, computer technology and network technology, digital assembly fundamentally changed the design and manufacture of traditional aircraft, and improved the aircraft design and manufacturing technology greatly. The coordination technology of aircraft assembly has changed from the traditiaonal ways which uses mold line as the main carrier, to the digital transmission and digital measurement technology used in the assembly process is the aircraft manufacturing industry is a revolutionary change.The aircraft assembly tooling technology developed with aircraft assembly technology. Generally for aircraft assembly product size, shape, were more complex, in order to better safeguard aircraft structure on the stability and reliability of the whole, at present, China's aircraft manufacturing companies to adopt digital processing technology, implementation of aircraft assembly on the overall structure of the reinforcement. This article through to the characteristics of digital assembly technology, and made a brief analysis of the present status of the aircraft assembly technology in China, which application and technology essentials of aircraft assembly digital detailed instructions, to improve the aircraft assembly coordination and stability provide a solid foundation.Keywords: Aircraft assembly, Digital assembly, Digital measurement technology一、概述近年来，随着亚太地区劳动力成本低廉，全球制造业迅速向亚太地区转移，我国正成为世界制造业的重要基地。

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。

关于飞机数字化柔性装配工装技术的探索摘要：本文首先对飞机数字化柔性装配工装技术的特点进行总结，对柔性化装配工装关键技术进行分析，对我国飞机数字化柔性装配的发展要求进行研究，对于减少我国飞机数字化装配技术和国外先进水平的差距，实现飞机研发和制造行业的跨越式发展，具有非常重要的意义。

关键词：飞机数字化柔性装配工装技术1、引言飞机数字化柔性装配工装技术是数字化装配技术的重要内容，已经在国内外航空企业得到广泛应用。

到目前为止，飞机装配工装技术已经经历了许多阶段，从最初的手工装配、半自动化装配、自动化装配，再到现在的柔性装配工装技术。

所谓“柔性装配工装技术”，就是基于产品数字量尺寸的，可以进行重组的模块化，以及自动化的装配工装技术。

一方面可以降低制造成本、缩短周期的同时，也提高了装配生产率。

本文对有关飞机数字化柔性装配工装技术进行分析和探讨，不足之处，敬请指正。

2 飞机数字化柔性装配工装技术的特点飞机数字化柔性装配工装技术的最大特点就是能够在产品数字量尺寸传递系统的基础上，以及配合数字化控制技术和系统，对产品装配等工作进行操作。

除此之外，飞机数字化柔性装配工装技术还克服了传统制造方法中模拟量协调系统的基础上装配工装的技术特点，比如说应用单一、生成周期较长、生成成本较高以及生成配合较为困难等。

还有就是，飞机数字化柔性装配工装技术能够实现和自动化制空设备、铆接设备、机器人等设备进行相互集成，达到柔性化装配精确度更高以及提升装配效率的目的。

3 柔性化装配工装关键技术飞机装配主要有以下四个阶段，为：装配设计、装配准备、装配进行以及装配测试，每一个阶段都有一个关键的技术，依次支撑飞机装配工艺技术，能够实现整个飞机装配高质量的同时，保持高效率。

3.1 定位技术飞机装配中柔性化定位技术的使用，可以在一定程度上减少零件结构发生变化的次数，同时也避免传统刚性定位方法中那种定位应力。

框梁类传统装配定位技术是基于工艺孔或者是结构交点孔进行定位，这种方法的工作量较大，而且生成效率较低。

关于大型飞机数字化装配技术分析摘要：随着现代工业技术与制造业的不断发展，装配技术得到深入的研究。

从飞机工业的历程来看，飞机的装配技术经过了人工装配、半自动化的装配、机械装配、自动化装配，随着各国经济与技术的进步，数字化装配技术已经开始在多个国家的飞机制造领域得以应用，成为现代飞机制造技术的新焦点。

关键词：数字化；装配；制造；系统；应用1.引言随着社会的进步与发展，航空制造业的竞争形势不断严峻，市场上对于大型飞机的需求则是出现品种多、数量少的特点，一般要求在较短的交货周期内完成。

新的数字化装配技术可以一改传统的人工装配模式，极大地提高效率。

2.数字化装配技术概述目前对于数字化装配技术的定义还不完全，国内外对于其定义的研究还在进行当中。

从其技术发展历程来看，该项技术不仅可以达到快速研制，还能满足生产低成本的制造标准，往往将数字化在飞机设计制造的时候得以更为深层次的应用。

对于数字化装配方法而言，主要包含传统的数字化装配概念中的工装设计、制造及其装配的虚拟仿真，还包含柔性装配方法，更包含无型架装配方法这些自动化技术。

[1]对于飞机的数字化装配技术来说，一般包含数字化装配工艺技术以及数字化柔性装配工装技术，还包含光学检测以及反馈技术、数字化铆接技术与集成控制等多种先进技术的综合应用。

3.数字化装配技术国内外发展现状3.1国外研究现状在上世纪的八十年代，由于现代网络的兴起，加上计算机技术的不断发展，美国波音、洛克希德·马丁公司，还有欧洲的空客公司这些大型飞机公司都陆续地对飞机数字化装配技术进行使用。

国外一些发达国家数字化装配飞机技术的应用已经取得了成功，典型的产品包括波音777、A380与JSF等。

其中洛克希德·马丁公司在进行JSF战斗机研究制造之中，果断地将每架飞机的生产周期由之前的15个月缩短到了5个月，把工装数量从350个降低到19个，实现降低成本一半。

通过采用数字化装配技术后，对制孔的工具与工装大部分进行取消，利用较为先进的龙门钻削系统，充分利用了激光定位、电机驱动的精密制孔，提高了孔的质量，最终节省了九成以上的时间。

造飞机的新技术！！！战争的需求催生了飞机制造技术的进步，世界航空工业发展近百年来，随着复杂航空武器装备的快速升级换代，各项制造技术取得了突飞猛进的发展，在飞机制造领域不断突破、创新。

一代飞机技术需求拉动了飞机制造技术的发展，而制造技术的创新发展又推动了飞机向更高的水平不断换代演进。

本文针对不同时代的飞机技术特点分析了应用于该年代飞机的典型制造技术，将新一代飞机研制中应用的先进制造技术进行总结，与读者分享。

不同时代战机的技术特点自从第一次世界大战中军用飞机首次出现在战场上以来，战斗机经历了近百年的发展，国际航空界依据战斗机的作战任务和其技术特点，以及代与代之间要有质的飞跃、跨台阶式提高的基本原则，对其进行了分“代”。

每代飞机应用的典型材料与典型工艺技术特点如表1所示。

由表1可知，伴随着飞机性能的稳步提升，飞机制造模式也在进行着深刻的变革与创新。

如图1所示，在新型飞机上复合材料、钛合金用量日趋上升，已成为主体材料，新材料的广泛应用给飞机制造业带来更高的技术要求与挑战。

同时，随着数字化技术研究应用的逐步深入，飞机制造正在逐渐摆脱以实物模拟量传递且相互联系的串行制造方式，取而代之的是以三维数字量传递的并行独立制造方式。

新材料与新制造方式的普及带动飞机制造企业在生产技术领域实现突破。

在零件制造领域，全新的零件制造技术逐渐呈现出高精度、大尺寸加工、高材料利用率、近净成形、高效率、柔性工装、无膜制造、数控加工等特点。

在飞机装配领域，传统的模拟量协调、手工钻铆、专用刚性工装、专用量具检测等技术逐渐被数字量协调、自动化钻铆、柔性工装、数字化检测、高效快速研制等技术取代。

新一代飞机研制的先进制造技术1 先进零部件制造技术新一代飞机轻量化、隐身、高可靠性、长寿命、短周期、低成本等研制需求，对飞机制造技术提出了更高的要求，零件制造向无膜敏捷制造、大型整体复合成形、精准制造方向发展。

1.1 结构件高效数控加工技术高效数控加工是数控加工领域的必然发展趋势，是继高速切削、高速加工之后悄然兴起的新观点[1]。

飞机装配先进定位技术摘要：随着科学技术的迅速发展，信息技术和数字技术在飞机装配中得到了合理利用，飞机装配定位技术也迅速发展。

飞机产品结构复杂、零部件多、协调关系复杂，使得飞机装配占飞机制造的50%至60 %。

飞机装配的位置已经从刚性和手工性转变为柔性和数字化，目前正在使用现代技术进行飞机装配，加强对这一内容的分析是有益的。

关键词：飞机装配；定位技术；先进性前言随着信息技术和信息技术的不断进步，数字技术已成为制造业的重要方向。

由于航运业竞争激烈，飞机的运输能力受到严格要求，交货周期应该缩短。

因此，航空业必须利用现代技术和设备，在一定程度上提高其产品质量，从而缩短制造周期。

飞机是航空领域的重要产品。

今后，飞机制造和安装技术无疑将继续在数字化和计算机化领域发展。

1工艺规划技术与仿真飞机装配时，迫切需要规划装配方法，优化装配系统的布局。

飞机的装配过程包括结构尺寸、装配设备密度、设备类型多样性、占地面积小等特点。

部件装配、人机工程学和其他仿真分析是提高机床组件效率和减少碰撞所必需的。

从而，正确规划飞机装配程序可以有效解决机械设计中的一系列问题，确保飞机装配的质量和效率。

飞机组件的工艺计划和仿真主要包括:(1)为飞机组件创建仿真模型、生成组件命令和优化。

在组件仿真模型中，建立了组件系统布局的性能评价体系。

对于装配方法，在数字量的基础上进行装配协调，为飞机装配系统建立仿真模型，并为飞机生成和优化装配指令。

(2)基于离线仿真分析。

自动机械，如飞机装配中越来越多地使用自动钻孔，需要将工艺信息转换为设备可以识别和执行的指令信息。

基于离线仿真分析的装配配置可以有效地更正装配工艺转换为NC装配命令的过程。

(3)飞机组件的三维可视化创建组件过程的交互式三维可视化环境。

分析产品的可制造性、可行性、可拆卸性和可维护性，生成相应的分析报告和流程文件，为自动钻孔、柔性定位等数字装配工具的应用提供技术支持。

提供。

(4)机器仿真。

机器人仿真是分为手动运动路径和调整姿势的仿真。