飞机壁板真空吸盘式柔性装配工装系统设计

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。

2.3 工装研制速度针对工装研制速度的研究，有利于我国飞机工装研制发展瓶颈的突破，要想保证其快速设计、快速制造，需要加强建立各种快速设计的数据库，实现工装设计效率的分析。

飞机柔性装配工装设计研究摘要：为了提升飞机装配工装设计精准度，分析柔性装配工装技术的应用。

分别介绍柔性装配工装技术、柔性装配工装发展现状，制定飞机柔性装配工装设计方案，保证柔性装配工装设计质量，以期能够为今后飞机柔性装配工装设计工作的实施提供有价值的参考经验。

关键词：飞机；柔性装配工装技术；定位器；执行末端飞机装配是将各零件或组合件按产品技术要求相互准确定位，并用规定的连接方法装配成部件或产品的过程。

通常在飞机部件装配时需要使用刚性装配工装。

如果产品设计方案发生改变，刚性装配工装调整可能会导致大量人力和物力消耗。

同时，当前市场环境不断变化，对于飞机装配工装的需求也发生了一些改变。

为了能够缩短装配工装设计、制造周期，需要采用先进的技术。

柔性装配工装技术在当前飞机装配中有非常广泛的应用，可以适应不同的装配环境，也可以在形状、尺寸不统一的情况下进行多部件装配。

为此，下面重点围绕飞机柔性装配工装设计展开讨论。

一、飞机柔性装配工装概述飞机装配工装主要有刚性工装和柔性工装这两种结构形式，其中柔性工装具有模块化、数字化的特点，能够重复利用。

在设计环节可以缩短设计周期，使得后续制造环节工装数量较少。

除此之外，工装响应产品变化效率也比较快，是当前飞机装配工装比较常用的一种结构形式[1]。

柔性工装在应用过程中，需要搭配集成管理系统生成工装理论驱动数据，将数据解析之后便可以获得数控系统动作指令，将该指令传输到柔性工装数控系统中。

此时系统接收指令，针对所有定位器调形轨迹进行计算。

完成定位器调形操作之后，采用在线检测系统测量定位器所在位置，测量所得数据传输到离线编程和仿真管理系统当中，通过该系统对比实测数据和理论数据，明确当前柔性装配工装与设计要求是否一致。

二、飞机柔性装配工装设计现状目前，工业行业在转型升级的关键时期，加强了对飞机柔性装配工装设计的重视，纷纷采用先进工艺与技术，不仅能够保证柔性装配工装质量，发挥现代技术的优势，还能够提升柔性装配工装工作速度[2]。

探讨飞机前机身柔性装配平台控制系统设计摘要：本文首先简洁性介绍了飞机前机身柔性装配技术的重要意义，其次概括性地阐述了飞机前机身柔性装配平台的机械结构、运行原理及其控制系统设计，最后运用三坐标测量机对某飞机前机身柔性装配平台单元进行精度检测、数据分析与总结，表明其控制系统达到了装配平台的功能性及精度要求。

关键词：飞机前机身；柔性装配；控制系统随着我国机械制造业的快速发展，飞机的生产制造对其装配方法的要求越来越高，生产周期短、制造成本低且能适应多种飞机型号的研究、开发与制造要求，对飞机柔性装配技术的需求也越来越高。

很多发达国家（如波音、空客）已加快了对飞机柔性装配技术的发展步伐，且在各类新型飞机的研发与制造中，有了明显的成效。

由此说明，飞机柔性装配技术能有效地提升飞机装配质量与效率，缩短研发制造的周期，降低生产制造成本，对数字化柔性装配技术的深入研讨具有重要意义。

1.飞机前机身柔性装配平台的机械结构及其运行原理1.1机械结构柔性装配平台控制系统的机械结构主要包括底座、滑座部件、箱体部件、立柱部件、伸缩臂、滚珠丝杠、直线导轨及伺服电机等部件。

其中，伸缩臂的前端需安装真空吸盘，用于吸附飞机曲面壁板件；在运行过程中，电机带动安装在底座的丝杠，丝杠带动安装在滑座部件上的丝杠螺母与滑块，使得滑座沿正确的方向运转；电机带动安装在滑座上的丝杠，丝杠再带动安装在箱体部件中的丝杠螺母与滑块件，使得立柱向正确的方向运动。

可以看出，运动部件与控制的电机数量较大，需实现不同电机之间的同步运行，其复杂的运行方式是柔性装配平台控制系统的难点。

1.2 运行原理通过上位机发送运行指令给柔性装配平台控制系统，使得系统实现：①通过原点回归功能让装配平台定位到原点；②通过滑座部件与伸缩臂部件的单动以及吸附定位、夹持曲面壁板件空间特征的定位点；③保持夹持状态不变，通过各轴的同步运行来实现飞机壁板件的安装。

2.飞机前机身柔性装配平台控制系统的设计2.1 硬件构成本控制系统采用可编程控制器实现对飞机前机身柔性装配平台的逻辑控制及运动控制，其主要由控制柜、六个可编程控制器、十二个伺服驱动器与伺服电机及光电接近开关等构成。