飞机壁板装配柔性工装设计与优化技术初探

曹基升+栾承文+曲世成+吕英超

摘要：柔性工装设计运用到飞机壁板装配工作中，不仅可以促进飞机壁板装配的工作效率，还可以降低飞机壁板装配的成本，缩短装配的周期，本文就此进行分析，并提出一些优化技术措施。

关键词：飞机壁板装配；柔性工装设计；优化技术

前言

飞机在机械加工装配领域属于大型的装配产品，飞机在装配时候的工作量非常之大。在飞机壁板装配时候，由于飞机壁板属于刚性工装，其一种型号飞机装配的过程需要有一套固定的装配支架，这样会造成飞机装配成本的提高，因此飞机的壁板装配部门要进行柔性工装的设计与研发，本文就飞机壁板装配柔性工装设计进行分析，并提出优化技术。

一、 柔性装配工装技术的概述

1.1柔性装配工装技术的定义

柔性装配工装技术是为了避免在设计和制造产品的过程中装配支架只能服务装配一种单一的部位或者零件，而设计的可以进行尺寸调节的、自动装配的工装系统，这种柔性的装配工装技术具有降低工装成本、较小占用空间，缩短工装周期的特点。

二、飞机壁板柔性工装结构设计

对于飞机壁板装配采用柔性工装设计，首先在结构上的设计应该需要注意以下几点：

第一，在装配的支架框架上，要有相应的导轨，用于飞机壁板在安装的过程可以进行前后位置的调节，此外，还要有左右的调节导轨，这样可以实现不同飞机壁板类型的使用。

第二，在飞机壁板的卡板上，要求具有可以拆换的功能，并且，卡板上有真空吸盘，这样有利于壁板装配工装系统对飞机壁板在卡板上进行移动。

第三，在壁板的工装系统中，进行数字化控制设计，这样有利于对于支架移动的控制，并且可以保证位置的移动，一次性到位，较少了装配过程人工的进行定位。

第四，在飞机壁板装配工装结构的设计中，还要针对壁板卡板上进行壁板加紧装置，以及卡板固定设置，防止壁板真空吸盘出现故障，而导致出现脱落的现象。

此外，在飞机壁板柔性工装结构设计中，还要有实时监控设备，对于壁板装配的全过程进行监督，保证每一个环节都在可视的范围之内。

三、传统的飞机壁板装配出现的问题

在我国的飞机壁板装配技术，与发达国家相比有很大的差距，比如我国在数字化装配技术不先进，对于壁板柔性工装设计技术不先进，这主要是由于我国的基础工业发展相对缓慢，在传统的飞机壁板装配过程中存在的主要问题有：

首先是，传统的飞机装配生产过程中，生产的装配框架仅仅只是为了完成一架飞机的组成，不具有不同型号飞机组装的需求。然后是，飞机装配工装结构具有刚性装配的特点，在设计飞机装配工装时候，对于结构的设计完全是依据飞机的外形尺寸，每一个飞机零件就会有一个对应的装配框架，这种设计不仅具有一定的局限性，还会使得飞机装配工装的生产成本加大，装配工装占用空间相对较大。最后是，装配工装过程中的数字化技术应用落后，装配技术人员在进行装配时候，花费的时间相对较长，而且容易出现错误，会对于飞机零件装配的质量和装配周期带来一定的影响。

四、飞机壁板装配柔性工装柔性化的具体体现

柔性化工装设计，将会打破我国飞机装配以及在飞机制造的过程中技术的薄弱环节，比如在飞机壁板装配过程中，通过柔性工装设计，一方面可以使得装配的周期缩短，另一方面还可以提高飞机壁板在生产设计时候的灵活性，节约成本，飛机壁板柔性化工装柔性化设计技术主要体现在：

4.1数字化精准定位

在飞机壁板柔性工装系统中，装配的过程可以通过更换定位条、壁板卡板，来实现不同形状的飞机壁板装配使用，在装配工装系统中，有伺服电机可以控制壁板支架卡板的移动，并可以结合GPS定位追踪以及激光追踪测量技术，保证在装配的时候，高效、准确的进行装配，这一点从根本上改变了飞机壁板壁板装配框架的设计，使得飞机壁板装配技术人员，在装配的过程中较少了人工的校对工作，避免出现定位错误，提高了装配的的精度，缩短了装配的周期。

4.2不同型号的壁板柔性装配

在飞机壁板装配工装系统中，通过DA孔装配工艺，利用移动型框架，能够实现更换不同的刻板尺寸，来满足不同型号壁板的装配。例如，在不同壁板装配的过程，首先是使用真空吸盘把飞机壁板吸附在工装结构中，然后通过壁板框架导轨，实现壁板框架形状的移动，在移动的过程中，利用定位技术通过吸盘的位置移动带动壁板为之一动，使得框架的骨架与壁板外形进行紧密贴合，在完全改变工装结构后，达到不同壁板装配的需求。

五、 飞机壁板啊黄培柔性工装设计优化技术分析

5.1MBD技术

MBD技术，是在三维的数字化环境下，工艺开发、设计人员，可以依据不同的三维数字化模型对于装配工装的结构进行全真模拟设计，这需要对于飞机壁板的不同型号进行尺寸、形状的提前参数设计，利用数据管理的方法，使得装配工装结构设计时候，就有不同型号飞机壁板的卡位定位设置，这样有利于在实际运用柔性装配工装时候，只需要进行参数的设定，就可以实现柔性的变化。

5.2基于MBD的数字化检测技术

在飞机壁板装配的过程，需要进行实时的位置监控，MBD技术技术中具有数字化测量装配技术，这种技术应用到飞机壁板的工装系统中，可以针对壁板全真模型装配时候进行数据的提取，从模拟的过程中对于测量的要求、公差等数据进行工装系统的储存，这样在实际的装配过程中，就可以利用这些数据对于装配过程进行辅助检测，增加科学性。

5.3自动化钻铆技术

在飞机壁板制造的过程，具有体积大、尺寸大、寿命高等特点，并且飞机壁板使用的材料多采用复合材料，这种材料具有重量轻，强度高，在进行装配的过程，需要对于飞机壁板进行定位、壁板的特殊位置钻铆，在飞机壁板装配柔性工装设计中，使用自动化钻铆技术，可以较少人工对于飞机壁板的操作，提高装配的精度。

六、 结束语

综上所述，飞机壁板装配的过程，使用柔性工装系统可以提高飞机壁板装配的效率，节约工装生产的成本。因此，飞机壁板装配相关部门要加强对于柔性工装设计的研究，通过先进的科学技术来实现柔性工装设计技术的优化。

参考文献：

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