飞机柔性装配工装关键技术及发展趋势.pdf

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1、SpecialEquipmentforAviationIndustry航空专用装备飞机柔性装配工装关键技术及发展趋势KeyTechnologyandDevelopmentofFlexibleAssemblyToolforAircraft南京航空航天大学机电学院 王建华 欧阳佳 陈文亮柔性工装技术是基于产品数字量尺寸的协调体系，利用可重组的模块化、数字化、自动化工装系统,可以免除或减少设计和制造各种零部件装配的专用固定型架、夹具。因此，通过应用柔性工装可以缩短飞机装配的制造时间，以提高质量，并减少工装数

2、目，实现“一型多用”的制造模式。工艺过程，实现飞机装配制造的柔性典型结构主要有以下3种形式。化和快速化，成为飞机制造企业面临（1）多点阵真空吸盘式柔性工的技术瓶颈和研究热点。装。柔性工装技术是基于产品数字多点阵真空吸盘式柔性工装是王建华量尺寸的协调体系，利用可重组的模由带真空吸盘的立柱模块单元阵列　　研究员级高级工程师，曾任西安飞机工业（集团）有限责任公司副总工艺块化、数字化、自动化工装系统,可排布组成的工装结构。立柱单元由师、技术装备公司总工程师、上海航空特以免除或减少设计和制造各种零部伺服电机驱动

3、，可沿空间3个方向运种车辆有限责任公司总工程师兼总工艺[1]件装配的专用固定型架、夹具。因动到任意位置。通过立柱单元的控师，现任上海飞机制造有限公司工装部此，通过应用柔性工装可以缩短飞机制移动和真空吸盘的自适应倾斜调部长。装配的制造时间，以提高质量，并减节，可生成与任意产品曲面相符合飞机工艺装备作为保证飞机制少工装数目，实现“一型多用”的制的均匀分布的吸附点阵。通过真空造和装配准确度要求的专用设备，在造模式。吸盘的吸附夹持作用，将产品装夹紧飞机生产中占有举足轻重的作用。固。当产品外形发生改变时，吸附点

4、传统的工艺装备大量采用刚性结构，国内外现状及存在的问题阵的外形和整体布局自动调整，以适设计制造周期长、研制成本高、开敞1国外现状应不同的产品结构和定位要求，从而性差、应用单一，难以满足飞机多品国外飞机装配技术发展迅速，大降低了综合成本和缩短了工装研制种、小批量生产模式下的研制需求。部分航空企业已经着手开发并应用周期，提高了产品制造精准度。因此，如何缩短工装的准备周期，并了柔性技术，以波音和空客两大国际根据产品装配方式的不同，多点以较小的生产成本满足飞机零部件民用飞机制造公司为代表，均已广泛阵真空吸盘式

5、柔性工装可分为卧式、的结构变化，从而快速响应飞机装配采用柔性工艺工装。国外柔性工装立式和环式结构。立式和环式结构2013年第17期·航空制造技术49论坛FORUM工装主要用于机身壁板类组件的装配，卧式结构则用于一些复合材料的水平尾翼和垂直尾翼的装配。根据不同的运动调整需求，多点阵真空吸盘式柔性工装又可分为多轴式和单轴式结构。图1为多点阵真空吸盘式柔性工装。（2）行列式结构柔性装配工装。行列式结构柔性工装适用于飞机壁板类和翼梁的装配，如图2所示，美国Electroimpact公司研制的高速铆接系统柔性装

6、配型架，已经在A330/340,A319/320/321和A300飞图2行列式结构柔性装配工装机机翼壁板的装配中得到成功应用。行列式结构柔性工装是由模块化结定位器按要求运动到理论位置。这中小型结构飞机的装配。构单元——立柱组成的，以行列式独种自动化对接平台定位精度高，自动（2）塔式结构的自动对接系统。立排列分布。立柱单元上装有可三化控制能力强，能够适应不同尺寸的其结构形体较大，具有像伸缩臂一样维移动调整的夹持单元，通过调节夹飞机部件产品的装配。的运动调整部分，可从侧面支撑和驱持单元的位置来完成不同产品

7、组件、[2]根据定位结构的不同，将自动化动飞机部件，承载重量较大。部件的装配。对接系统分为3种类型：（3）混联结构的自动对接系统。由于行列式结构柔性装配工装（1）柱式结构的自动对接系统。其定位器不直接与飞机部件相连，而独立排列分布、开敞性好，便于与自其工装布局分散，开敞性好，定位器是通过托架连接，并由伺服电机驱动动钻铆机集成使用，组成自动化柔性向上支撑，调整和定位飞机部件产托架，实现飞机部件的位姿调整，从装配平台。品。定位器与飞机部件产品采用工而完成飞机装配。托架结构受力条（3）自动化对接装配系统。艺

8、支撑连接，由伺服电机驱动实现件好、变形小，可应用于大型飞机的自动化对接系统主要由数控定X、Y、Z3个方向的运动。工装结构装配，如波音787总装中采用的工装位器、激光测量系统、集成控制系统无需重新设计，依靠3个或者多个同设备（图3）。和计算机软件组成。控制系统的控类型的定位器之间协调联动来完成2国内现状及存在问题制指令和测量系统的反馈信息进行飞机部件的支撑、调整和定位。但由国内大部分制造厂在飞机装配比较和控制调节，驱使伺服电机控制于其承载重量小，多用于军用