飞机部件级的数字化柔性工装设计.pdf

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2、!L飞机部件级的数字化柔性工装设计木DesignofDigitalFlexibleAssemblyToolingonAircraftComponent西北工业大学机电学院王仲奇康永刚王辉坪杨勃【摘要】基于对数字化柔性装配技术的深入分析，结合数字化测量和误差补偿方法、工装模块化设计等，针对某型号飞机前襟翼装配，设计一套数字化柔性装配系统，该系统可以实现内外前襟及其左右对称件4个部件的数字化装配，为提高飞机前襟翼的装配质量稳定性和装配效率，缩短生产准备周期提供了保障，同时为飞机部件级数字化柔性工装设计提供

3、了一个范例。关键词：数字化柔性工装定位【ABSTRACT】Accordingtotheanalysisofassem-blytechniquesandmethodsontheexistingfrontaircraftflaps，adigitalflexibleassemblymethodoncertainfrontaircraftflapsisproposed，andasetofflexibleassemblytoolingisdesigned．Thissolvesthestatusthatitcannotbereconciledandonlyassemblyasingle

4、productonrigidtooling，astheflexibleonechangesitsstructureandthelocatingofproducts．ThisdigitalflexibletoolingCanas-semblyfourtypesfrontflapsonaircraft，improveassemblyqualityandefficiencyeffectively,andshortenproductioncycle．Keywords：DigitizationFlexibilityAssemblytoolingPosition飞机部件结构复杂，装配协

5、调关系多，装配准确度要求高，装配难度大，部件级的工装设计复杂，设计适合于不同部件的数字化柔性工装设计难度更大，国内目前除了真空点阵式的针对零件和组件级的柔性工装外，很少见部件级的数字化柔性工装系统。随着各重大飞机型号的设计要求和使用寿命的不断提高，飞机部件作为飞机的核心件，其装配精度和性能要求越来越高，对部件级的数字化装配技术与装配提出了更高的需求，即定位柔性化、制孔机械化、连接自动化、测量精密化、设备集成化等。本文针对某型机前襟翼结构尺寸小、协调关系复杂、产品装配零组件密集等特点，设计了一套部件级的数字化柔性装配工装系统，在一套工装上可以同时完成4种襟翼产品的装配，包括工

6、装分散定位协调体系的设计以及工装的定位稳定性设计。设计的工装应适用于·国防基础科研项目(B062006034)资助。同一机型的4种襟翼产品，包括内前襟右件、内前襟左件、外前襟右件、外前襟左件，即柔性化设计、制造工艺性、数字化测量与安装方法设计。本文在分析了产品结构特点、装配协调关系及制造工艺性的基础上，详细讨论了该数字化柔性装配工装的设计方法、设计过程、制造和安装特点。1国内外现状分析飞机的柔性装配技术是当前国内外飞机数字化制造的趋势和方向，能够克服当前模线一样板法在模拟量协调体系下需要大量刚性工装且应用单一、制造周期长、费用高等缺点。通过与自动制孔技术、自动钻铆技术、数字

7、化检测技术等的组合，形成飞机的数字化柔性装配技术，能有效缩短装配周期，提高和稳定装配质量【l】o目前国外发展的柔性装配系统主要有柔性机翼壁板装配系统、柔性翼梁装配系统、复合材料升降舵柔性装配系统、机器人柔性装配系统、机身柔性装配系统等【2】。2003年，美国EI(Electrolmpaet)公司为AirbusS．A．S生产的柔性高速钻铆系统首次用于飞机机翼壁板的装配过程，仅用5天时间就完成了翼展达60．3m的A330—300的机翼壁板的装配。空客公司研发的系列飞机机翼壁板柔性装配系统，实现了空客A320、A340、A380等机型机翼壁板的柔性装配。现阶段国外广泛采用的是多点

8、阵成形真空吸附式万能柔性工装系统，它是由一组带真空吸盘的立柱阵列组成，模块化的立柱可由程序控制移动到三维空间的任何位置进行定位，生成与装配件曲面完全贴合并且均匀分布的吸附点阵，能精确、牢固地夹持壁板以完成钻孔、铆接和铣切等工作【3】。目前针对前襟翼的装配，国内大部分主机制造厂，如西飞、洪都等仍大量采用传统的刚性工装型架进行人工装配，装配的自动化和柔性化水平较低，数字量协调尚未贯穿到整个襟翼的装配过程中来。此前，某机型的前几架次的生产过程中，襟翼均采用刚性工装进行装配，生产出的产品误差较大，没有达到预想的效果。装配过