机身部件柔性装配工装的调型技术研究

《机身部件柔性装配工装的调型技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、．．jiI监丛E巡ylE巡巳Q!邕工机身部件柔性装配工装的调型技术研究冰崔兆杰，金朝海，武锋锋，王亮(北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京100191)I摘要l针对机身部件“以骨架为基准”的装配特点，确定柔性工装的总体结构为桥架式，-H-曼'1分了功能模块，研究了设备的“串一并”混合型调型模式一基于机型与装配状态不同，提出两类调型需求，分析基于测量反馈的调型数据传递流后，开发了专用规划仿真软件一应用表明，该调型方法可以辅助桥架式柔性工装稳定、可靠地完成调型运动。关键词：机身装配；柔性工装；模块划分；调型技术DOI：10．160

2、80／j．issnl671-833x．20l6．17．056崔兆杰硕士．毕业于北京航空航天大学航空宇航制造工程专业．现为中航工业北京航空制造工程研究所工程师．从事飞机机械连接技术研究工作。}基金项目：国防基础科研项目(A0520110016)；国家自然科学基金项目(51205014)：国际科技合作项目(2010DFB73280)。56航窄制造技术·2016年第17期飞机装配过程中使用大量不同类型的装配型架用以保证产品的尺寸、形状及各零部件的相对位置，满足产品对准确度及协调互换的要求【ll。在传统的飞机制造业中，飞机装配T装主要采用的

3、是一对一刚性专用模式，体型庞大、零组件需要定制、结构不具备重构性，其制造与生产均费时、费力。目前，发展迅速的数字化柔性装配T装基于其可重构与柔性的特点，能够适应并行设计中飞机后期改型的需要，提高T装利用率，进而达到节约研制费用和缩短研制周期的目的。柔性工装的基本特征为可调型重构，即可以根据待装配飞机产品的不同，在一定的范围内合理地调节具有定位功能的构件，将与产品发生直接接触的工作部位移动至指定的方向和位置【2I。依据设计过程是否需要关联装配对象的设计细节，柔性_T装可划分为仅需设计概念的通用结构部分和必须关联最终设计细节的专用结构部

4、分【3】。专用结构一般为基于产品装配特征的专用接头，依附于通用结构上，随通用结构的重构改变其位置或姿态，满足不同产品的装配需求。通用结构进一步分为主体支撑与调型机构两部分，文献『4-6]研究了具有低成本与短准备周期特点的柔性工装，主体支撑为包含若干个“箱式接头(Box—joint)”的模块化钢构架，在工装调型过程中起支撑调型机构的作用，保证调型运动的平稳进行，调型机构是被称为“六足(Hexapods)”的柔性模块。数字化测量系统测得“六足(Hexapods)”顶板部件的位置数据，反馈至专用计算程序中，专用计算程序根据现场调型需求，进

5、一步分析、计算，获得“六足”各腿的相对调整量，“六足”模块调整并带动专用接头运动到位，完成重构任务。目前，国内也开始应用将柔性工装分为通用结构与专用接头两部分的理念口1研制柔性工装，对机身部件柔性T装机械与控制系统也进行了部分探索性研究婵】，但尚无关于调型技术的系统、深入研究。本文针对半硬壳式结构机身部件的装配特征，以“桥架式”数字化柔性工装为对象．结合工装结构的功能模块划分和设备的“串一并”混合调型模式，研究了基于测量反馈的闭环调型原理，给出相应的调型数据传递流，并开发出专用计算软件，保证了柔性_丁装应用过程中调型运动的顺利实现。

6、柔性工装工作原理现代军用飞机的机身一般采用传统的半硬壳式结构

7、9l，以骨架为基准进行装配。利用装配工装定位加强框与边梁，按照直接装配法(Par!一to—Part)，隔板、长桁与龙骨等纵向受力件以框为基准进行定位，装配形成机身段骨架。最后壁板蒙皮基于骨架表面进行定位，连接装配成整体机身部件。综合分析机型结构特点、装配顺序、产品的定位要求与协调关系等，结合我国飞机装配现状，确定柔性T装的总体结构形式为桥架式。1功能模块划分桥架式柔性装配工装的通用结构即工装设备，在确定装配对象的基本要求例如装配总重量、尺寸范同等之后就可以展开研制工作，与

8、具体装配对象的关联度不高，随装配对象更换而改变的仅是其部分零组件的空间位置，零组件的几何外形不变。工装系统与装配对象发生直接接触的构件为其专用结构，需要在产品所有细节设计完成后才能开展设计与制造工作，随装配对象更换而改变其空间位置和几何外形。专用结构作为一个独立的模块依据决定性装配方法(DeterminantAssembly或DeterminateAssembly)，通过十字转接件阴、阳模的配合与通用设备的定位立柱连接在一起，便于专用模块的快速更换。根据是否参与调型运动，柔性工装设备分为主体支撑和调型构件两大主要模块

9、lo】。主体支

10、撑模块南一个静态框架和四根起导向作用的静横梁组成，在工装的调型运动过程中保持静止，支撑调型构件，确保调型操作的平稳运行。调型构件模块包括动横梁和定位立柱两类子模块，按装配需求，T装上、下各分布一层，每层动横梁均装配于两根静横梁上，定位