飞机蒙皮吸盘式柔性工装系统研究

飞行器大型薄壁件制造的柔性工装技术我们针对飞机蒙皮数字化精确制造和绿色制造的需求，正在研究开发可替代传统化铣工艺的新一代高质高效绿色制造系统（已申请发明专利）。

在新系统上，成形后的蒙皮经过一次装夹即可完成传统化铣工艺中的粗修、铣凹、切边、开孔等工序，消除了多次装夹带来的误差，既提高加工精度又提高生产效率。

另一方面，新系统加工时无污染物排放，加工废屑可回收，电能消耗减少，环保节能效果显著，可实现绿色制造。

航空、航天工业涉及众多学科和专业的深入交叉，是高新技术最为富集的领域。

目前，发达国家为提高先进航空航天产品的综合性能，广泛采用整体结构和大尺度的薄壁件，如飞机的骨架和蒙皮等。

但整体结构和大尺度薄壁件不仅尺寸大，非常容易变形，而且结构复杂，形状精度要求很高，制造难度相当大。

此外，大型薄壁件的外形多数与飞行器的气动性能有关，周边轮廓与其他零部件还有复杂的装配协调关系，装配难度也非常大。

因此多年来，大型航空薄壁件制造技术作为飞机机体制造的六大关键技术之一，一直困扰着航空工业[1]。

另一方面，飞行器制造，特别是大型飞机的制造，属于典型的多品种小批量制造，因此对制造过程的柔性有特别突出的要求。

传统和柔性制造系统（FMS）虽然可实现常规刚性零件的柔性制造，但却难以实现飞行器大型薄壁件的柔性制造。

主要原因是，传统工艺装备无法实现易变形薄壁件的柔性定位、柔性装夹、柔性输送和柔性存储，因此仅靠数控机床本身的柔性和常规自动化物流系统无法实现对这类特殊零件实施高柔性制造，更无法实现系统化的柔性制造（从柔性成型、柔性加工到柔性装配的全过程柔性制造）。

以上两方面问题的叠加和交错影响，使得飞行器大型薄壁件的柔性制造变得非常复杂，已成为航空、航天制造中的重大难题。

业界认为，解决此问题的关键是大型易变形薄壁件的柔性工艺装备技术。

只有高柔性抗变形的新型工艺装备与先进数控机床相配合，才能真正有效解决这一难题。

因此，对柔性工艺装备的理论、方法和实现技术进行深入系统研究，在此基础上加速发展柔性工装产品并加强在实际中推广应用，对解决飞行器制造中的上述关键问题，对促进我国航空、航天工业的发展，具有重要实际意义。

德国宇航中心研究柔性机翼蒙皮以减少飞机噪音据德国宇航中心网站2020年6月5日刊文，飞机的一部分噪音是由机翼产生的。

在高升力装置和操纵面与机翼衔接的地方，那些机翼周围流动到机翼固定部分的空气会发生突变。

空气动力学研究表明，这种突变是造成部分噪音的原因。

机翼和组操纵面之间的柔性表面能减少这一区域的噪音吗？德国宇航中心(DLR)的研究人员一直在与Invent GmbH公司和慕尼黑技术大学就FlexMat项目进行合作，该项目正在研究这一问题。

原理很简单，就是需要避免机翼固定部分和操纵面或高升力装置之间的直接过渡。

这可以通过固定翼和活动部件之间的柔性蒙皮来实现。

然而，这种蒙皮的要求非常苛刻。

它必须能够承受极端的空气动力载荷，但不能太硬，否则驱动运动部件的系统必须能够施加额外的动力。

DLR复合结构与自适应系统研究所的马丁·拉德斯托克(Martin Radestock)表示：“襟翼系统和主机翼之间的连续过渡将是未来层流机翼的一个巨大优势，它允许空气在没有湍流的情况下绕过它们，这可以减少气流紊流并确保层流稳定性。

”此外，层流翼可降低空气阻力。

空客公司A320飞机的结构为FlexMat项目研究提供了基础，其副翼和机翼后缘之间采用了慕尼黑技术大学的过渡三角形。

马丁·拉德斯托克说，“我们研究集中在机翼的外侧区域，前缘上的板条被可变形状的前缘所代替，称为下垂襟翼，它是我们研究所于2007年开发和研究的。

我们还安装了过渡蒙皮。

”由橡胶和玻璃纤维制成的过度蒙皮DLR测试用的过度蒙皮长度为一米，由多种材料组成，包括合成橡胶–乙丙二烯单体橡胶(EPDM)和玻璃纤维增强复合材料。

橡胶是过度蒙皮的基础，研究人员将玻璃纤维板以不同的间隔插入过度蒙皮的内、外表面。

过渡蒙皮的变形特性可以通过柔性橡胶和刚性玻璃纤维带的位置来调节。

马丁·拉德斯托克透露，实验测试显示，被测机翼蒙皮非常耐磨，并且可以在很大程度上变形。

变体飞行器柔性蒙皮及支撑结构性能研究共3篇变体飞行器柔性蒙皮及支撑结构性能研究1变体飞行器是一种能够在飞行过程中进行形态转换的飞行器。

为了实现形态转换，变体飞行器需要柔性蒙皮和支撑结构。

柔性蒙皮能够适应不同形态的需求，而支撑结构则能够提供稳定的支撑和保护。

为了研究变体飞行器的柔性蒙皮及支撑结构性能，需要从材料、设计、制造、测试等多个方面进行分析和评估。

本文将针对这些方面进行探讨。

首先，材料方面。

柔性蒙皮的主要材料可以是弹性材料、聚合物、复合材料等。

这些材料都具有较好的柔性和耐磨性。

同时，应该注意柔性蒙皮与所使用材料之间的协同作用。

支撑结构的材料可以是金属材料、聚合物、复合材料等。

这些材料一般具有较好的刚度和强度，并能够承受相应的载荷。

其次，设计方面。

变体飞行器的柔性蒙皮应该能够实现多种形态的转换，并且在不同形态下具有较好的稳定性和气动性能。

支撑结构应该考虑减少重量和材料的使用，同时能够提供足够的支撑和保护。

第三，制造方面。

柔性蒙皮的制造需要采用相应的工艺，如注塑、挤压、热成型等。

支撑结构的制造需要考虑加工工艺和材料的可塑性，以达到所需的形状和尺寸。

最后，测试方面。

柔性蒙皮和支撑结构的性能测试包括静态、动态和疲劳测试等。

这些测试可以对所制备的材料和设计进行评估和调整，确保其在实际应用中能够达到所需的性能要求。

总之，变体飞行器的柔性蒙皮及支撑结构性能是实现其形态转换和稳定飞行的关键。

综合考虑材料、设计、制造和测试等多个方面，可以创造性地解决这些问题，使变体飞行器实现更加优良的性能表现综上所述，变体飞行器的柔性蒙皮及支撑结构的设计、制造和测试都是实现其形态转换和稳定飞行的重要方面。

为了达到所需的性能要求，需要充分考虑材料、设计、制造和测试等多个方面。

我们相信，随着技术的不断进步和完善，未来的变体飞行器将在柔性蒙皮和支撑结构的性能方面有更加优异的表现，为现代航空技术的发展带来新的契机和挑战变体飞行器柔性蒙皮及支撑结构性能研究2变体飞行器柔性蒙皮及支撑结构性能研究随着民航业的发展，飞行器的运载能力、速度、舒适度以及安全性受到了越来越高的要求。

飞机柔性装配方法在飞机装配中的应用研究摘要：飞机柔性装配方法逐渐应用到我国的飞机工装装配中，帮助装配操作人员更加精确地完成飞机总装工作，真正实现数字化控制以及自动化装配，显著提升飞机装配速率和安装效率。

本文对飞机柔性装配工作进行概述，分析了目前我国柔性装配方法应用的现状以及柔性装配技术，阐述了柔性装配方法在装配工作中的实际应用。

关键词：飞机；柔性装配；应用1飞机装配工作内容飞机装配工作严格遵守装配过程的尺寸型号以及协调章程，在整个飞机装配的过程中，会将数以百计的工艺设备零部件根据工艺要求以及设计技术要求进行组合和镶嵌，完成整个飞机零部件和设备的装配和整机流程，达到组装飞机的目的。

在飞机装配中涉及到的零件数目多且尺寸各不相同，每一个零件和形状和连接部件数量多且精度要求高，对安装的准确度和完整性也严格要求，因此落实飞机装配工作需要耗费大量的人力物力以及财力。

2飞机柔性装配方法应用现状2.1我国目前飞机柔性装配存在的问题飞机柔性装配工作在我国还处于初期使用阶段，因为在飞机柔性装配的工作中需要保证每一步操作都要协调配合，比如飞机的工艺设计、工装设计以及产品设计都要协调，部门与部门之间需要完成参数的校对以及数据比对，需要耗费大量的时间和精力，无形中增加了飞机工装设计的成本以及延长了工装设计时间，不利于大规模的生产以及使用。

2.2飞机柔性装配发展趋势我国目前的飞机柔性装配项目无论是在技术层面还是质量方面都与国外的装配工装技术存在一定的差距，而主要的发展距离体现在两个方面。

首先飞机柔性装配项目的设计过程中涉及到的参数以及运行指标较多，在同一技术项目中参数的大小和柔性装配的运行机制还是存在明显的差距，国内大部分的飞机柔性装配系统都只能在一定程度上降低参数的误差值，但是很难做到完全精准和数据无误差。

此外，在国内的飞机柔性装配工艺中缺乏结构性的系统和数字装配技术，所谓数字装配技术就是涉及到飞机柔性装配的工装数据以及后期检测和维修的参数设计，大部分的工装厂家对于检测技术投入的资金和精力不足，导致在飞机柔性装配项目后期的装配产品结构或多或少存在参数设定不正确或者质量不达标等问题，因此我国的飞机柔性装配检测技术还需要进一步强化。

变体飞行器智能材料驱动器和柔性蒙皮研究进展近年来，随着科学技术的发展和人们对航空航天技术的不断追求，飞行器技术得到了飞速的发展。

其中，变体飞行器作为一种新型的飞行器设计概念，引起了广泛的关注。

在变体飞行器的研究中，智能材料驱动器和柔性蒙皮技术作为两个重要的研究方向，取得了显著的进展。

本文将就这两个方面的研究进展进行探讨。

一、智能材料驱动器的研究进展智能材料驱动器是指能够根据外界环境变化自主调整形态和性能的材料驱动装置。

在变体飞行器中，智能材料驱动器可以实现飞行器的形态变换和运动控制，从而提高其机动性和适应不同任务的能力。

1. 形态变换技术形态变换是变体飞行器的核心技术之一。

智能材料驱动器通过改变其形态，可以使飞行器在不同飞行阶段具备不同的形态和性能。

例如，在飞行阶段中，可以通过调整材料的形态来改变飞行器的表面特性，从而减小气动阻力和飞行噪音，提高飞行效率。

而在起降阶段，可以通过形态变换使飞行器具备较大的升力，以便安全而有效地起飞和降落。

2. 运动控制技术智能材料驱动器还可以实现飞行器的运动控制。

利用智能材料的特性，可以实现飞行器的姿态控制、航向控制和俯仰控制等。

通过改变材料驱动器的应变状态，可以调整飞行器的各种参数，实现对飞行器运动的精确控制。

二、柔性蒙皮技术的研究进展柔性蒙皮技术是指利用柔性材料作为飞行器表面的覆盖层，以实现飞行器表面的柔顺性和变形能力。

通过柔性蒙皮技术，变体飞行器可以实现重量的减轻、飞行的稳定性和安全性的提高，以及各种形态变换的灵活性。

1. 材料研究柔性蒙皮技术的关键在于选择合适的柔性材料。

目前，研究人员已经开发出了许多具有优异柔韧性和变形能力的材料，如聚合物材料、纤维增强复合材料等。

这些材料不仅具有较好的机械性能，还能够在不同温度和气体环境下保持稳定性。

2. 结构设计柔性蒙皮技术的另一个重要方面是结构设计。

在设计中，需要考虑材料的层次结构和连接方式，以及柔性蒙皮与内部结构的关联性。

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]。

蒙皮件铣切吸盘式柔性工装设计柔性工装设计是指在工业生产过程中，使用能够适应不同形状和尺寸工件的柔性工装，以提高生产效率和产品质量。

对于蒙皮件铣切工艺，吸盘式柔性工装设计是一种常见且有效的解决方案。

在蒙皮件铣切过程中，传统的固定夹具工艺需要根据工件的尺寸和形状设计和制造夹具，成本高，不易适应不同工件的要求。

而吸盘式柔性工装则具有对不同形状和尺寸物体具有较好适应性的优点，适合应用于蒙皮件铣切工艺。

吸盘式柔性工装设计的关键是选择合适的吸盘和吸盘系统，并合理布置吸盘的位置。

吸盘的选择要考虑到工件的材料性质、表面状况和重量等因素。

同时，吸盘系统应该设计合理，具有良好的抽真空能力和稳定性。

在蒙皮件铣切工艺中，吸盘式柔性工装设计可以根据工件的形状和尺寸自由调整，适应不同的工件要求。

可以通过调整吸盘的位置、数量和角度，以及改变吸盘的直径和形状，实现对工件的稳定固定。

同时，由于吸盘与工件直接接触，可以较好地避免对工件表面的损伤。

在吸盘式柔性工装设计中，还可以考虑添加一些辅助装置，如触发传感器和夹持装置等。

触发传感器可以根据工件的形状和尺寸自动调整吸盘的位置和数量，以保证工件的稳定夹持。

夹持装置可以在吸盘失效或者工件形状不稳定时提供额外的固定力，确保工件的加工质量。

总体而言，蒙皮件铣切吸盘式柔性工装设计可以提高生产效率和产品质量，并节约成本。

通过合理的吸盘选择和布置，结合适当的辅助装置，可以实现对工件的稳定固定和精确加工。

在实际应用中，设计师需要根据具体工件的要求和生产工艺的特点，进行合理的柔性工装设计。

同时，应注重吸盘的维护和检修工作，保证吸盘和吸盘系统的良好工作状态。

用于飞机蒙皮成形的可重构多点柔性工装设计申望;薛贵军;邹方;张书生【摘要】针对飞机蒙皮等大型薄壁板类零件的外形复杂、曲率变化大、刚度低等特点,设计了可重构多点柔性工装,该柔性工装通过其精确定位和保形功能,可用于蒙皮镜像铣切、蒙皮零件的数控切边等,应用范围十分广泛.【期刊名称】《航空制造技术》【年(卷),期】2016(000)012【总页数】4页(P62-65)【关键词】柔性;可重构;点阵式;定位器【作者】申望;薛贵军;邹方;张书生【作者单位】中航工业北京航空制造工程研究所,北京100024;中航工业北京航空制造工程研究所,北京100024;中航工业北京航空制造工程研究所,北京100024;中航工业北京航空制造工程研究所,北京100024【正文语种】中文飞机蒙皮是机翼和机身的重要组成部分，直接构成飞机的整体气动外形，要求外形准确、流线光滑和表面无缺陷等，其具有品种多、外形复杂、批量小的特点。

因此，蒙皮零件的制造水平和产品质量直接影响着飞机的气动外形和使用寿命，已经成为衡量一个国家飞机制造能力的重要标志之一。

在传统的生产模式中，蒙皮的生产制造均采用固定实体模具，每块蒙皮在生产过程中均需要专用模具，而且这些固定实体模具尺寸规格大，制造周期长，存放占用场地大，利用率低，飞机外形设计一旦有微小改动，就要重新制作模具。

因此要耗费大量的工时，使整个零件的研制周期延长。

随着数字化制造技术的发展及其在航空企业中越来越广泛的应用，数字化制造技术为提高新一代飞机产品质量，缩短研制周期起到了不可估量的作用。

可重构柔性多点技术便是其中之一，它是利用计算机控制有限的按一定规则排列的可调整的基本体形成所需要的成形曲面，从而替代传统的实体模具实现钣金件生产制造的一种柔性加工技术，特别适合蒙皮零件大尺寸、小曲率的特点，为解决蒙皮制造的突出问题提供了有效途径，是欧美飞机制造业重点发展和应用的前沿技术。

图1为美国沃克公司加工蒙皮时应用的工装[1]。

飞机蒙皮柔性检测工装的应用甘忠,蒲理华(西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室)许旭东,袁胜(成都飞机工业(集团)有限责任公司)随着国内外航空技术的不断发展，各种军用和民用飞机更新速度加快，为提高飞机的气动性能，对蒙皮件的成形质量提出了很高的要求。

由于飞机蒙皮件普遍具有多品种、小批量以及单件生产的特点，零件检测、配套的工装生产以及产品的快速响应与降低零件制造成本等因素构成了巨大的矛盾。

以模线、样板、表面样件、正反模型等模拟量为制造依据的传统协调方式不再完全满足现代飞机高精度、低成本、短周期的研制需求，以数字量为制造依据的协调方式逐渐成为现代飞机研制的主流。

在此情况下，柔性快速检测技术开始在飞机研制过程中广泛应用，并成为现代飞机研制过程中不可缺少的一环。

由于飞机蒙皮零件通常是具有自由曲面外形的薄壁壳体，外形尺寸复杂，刚度低，会在自身重力的作用下发生变形。

在检验蒙皮零件的外形是否符合理论外形时，需要设计合理的固持装置，补偿零件由于加紧力、自身重力产生的变形，获得零件在自由状态下的外形，为制造协调提供依据。

因此迫切需要建立一种新的蒙皮检测工装来满足飞机零件制造的要求。

针对现代飞机蒙皮零件在试制阶段高精度、低成本、短周期的制造需求，需要研究一种数字化、柔性、低成本、快速生产的检测工装，飞机蒙皮柔性检测工装恰好符合这种具有小批量、低成本、高精度要求的飞机蒙皮件生产的需要。

传统飞机蒙皮检测手段飞机蒙皮从曲面特征上一般分为单曲度蒙皮和双曲度蒙皮，曲面特征不同，所以检测手段也不同。

单曲度蒙皮零件：需要使用样板或者成套的切面样板、塞尺、直尺、模胎，以检验零件的外形与理论外形的符合情况、母线的直线性以及零件的轮廓尺寸。

检验方法是：使样板对准蒙皮的横切面并且测量它们之间的间隙；使直尺和蒙皮纵切面贴合并测量间隙；使蒙皮边缘对准模胎或样板上的切割线。

双曲度蒙皮零件：需要使用模胎、拉型模、检验架、塞尺来检验零件外形与理论外形的符合情况以及零件的轮廓尺寸。