飞机柔性装配方法在飞机装配中的应用探讨

李婉丽

摘 要：随着我国飞机制造业数字化工程的发展、应用和新机型的研制，已有的装配工装设计制造模式已经不能满足现代飞机制造技术的发展需求。所以，必须结合我国国情，研制出新的数字化柔性装配工装系统。文章主要从飞机数控柔性多点型架装配原理出发，分析了飞机柔性装配技术应用，希望能为飞机装配提供参考。

关键词：飞机柔性装配方法；飞机装配；应用

飞机柔性装配技术是对于飞机需求迅速研制相适应用，成本低，可以模块化装配的一种飞机装配技术，是指在电子和自动化技术基础上发展起来的，集数字化和自动化为一体，将飞机装配模拟应用在飞机制造过程中，以此提升飞机装配的精确度。柔性装配技术和传统飞机装配技术相比，有效解决了固定和刚性不足的问题，让装配变成自动化和数字化，起到良好的装配效果。柔性装配技术最早出现在播音飞机装配中，借助柔性装配技术，使用三维模拟方式对飞机进行预装配与并行工程，不仅提升了飞机装配速度，还减少了装配成本。本文主要从飞机数控柔性装配方法入手，探讨了飞机柔性装配方法在飞机装配中的应用。

一、飞机数控柔性多点型架装配原理

飞机数控柔性多点型架是对柔性工装技术进行研究的基础上，根据我国目前飞机装配的具体情况，将国外先进的柔性工装技术观念与我国已有的飞机装配工艺有效结合起来，让传统型架中固定卡板定位支点数控调整重构，按照壁板组件和壁板对应卡板的数模，以此整合数据，确保数字控制卡板定位支点移动到位，达到飞机型架卡板定位整个过程数字量传递的目的。数控柔性多点型架是在已有刚性型架结构的基础上，加多16个可重构调形单元，在可重构调形单元上增加卡板定位支点，通过在竖直方向与水平方向的运动对可重构调形单元进行准确控制，达到卡板定位支点准确重构调形，充分利用装配型构架作用，确保完成多个壁板类组件的装配。可重构调形单元结构主要是由伺服电机驱动齿轮和齿条传动机构，达到水平方向移动调形的目标，而竖直方向移动调形由伺服电机驱动滚珠丝杠机构，实现水平方向移动调形。数控柔性多点型架的流程主要是在CATIA软件中通过完成壁板类组件和对应的卡板的设计，建立数控柔性多点型架的三维数字样机，并进行预装配，对卡板定位关键点进行提取，建立一个装配关键点的CATIA数模，利用调形计算机软件来分析计算CATIA数模，自动生成数控代码，以此获取数控柔性多点型架控制软件系统，最后传输到数控型架控制软件系统中，让NCFF控制软件运行指令代码，卡板定位支点移动到位后，对卡板进行安装和装配，完成调形。在飞机整个运行过程中数控柔性多点型架的应用实现了调形定位数据全数字量传递目标，提升系统定位精确度。

二、飞机柔性装配技术应用

1.大部件装配

随着装配技术的产生、利用，已有的飞机柔性装配技术逐渐转变成自动化、模块化和数字化装配工装、定位、离线编程仿真软件，这些技术的应用，提升了飞机机身装配的质量。例如在飞机装配过程中，可使用分散模式对机身结构进行环形装配工装，利用新的数字定位技术替换已有的机械定位工作，从原本人工装配模式转变成数字化装配模式，以此提升机身质量。

2.定位打孔

飞机柔性装配定位技术主要是利用数字检测设备对飞机进行定位装配的，飞机柔性装配定位技术的应用通过精密的数字测量设备，能够自行定位，但是，由于效率较低，通常应用在研发机型上。而飞机装配的制孔使用柔性制孔技术，目的是为了提升飞机装配的质量、效率，自动化制孔技术在飞机制孔技术中的应用，可以批量化生产大型结构配件，具有较高的生产效率和质量，特别是在现代飞机制造业中加工较为困难的材料，例如复合材料和钛合金等，自动化制孔技术的应用，能够有效解决飞机制孔难度大的问题，一次提升飞机装配的质量和效率，确保符合标准要求。

3.柔性对接

飞机在进行总装过程中，应用飞机柔性装配技术，让已有的飞机固定装配向数字控制柔性配置技术转变，连接飞机托架和机身，达到对飞机机身的自动化调整效果。例如在总装阶段，可借助数字化控制的飞机柔性配装方式改变原来固定的装配，改由数字控制柔性装配技术进行，使用数字控制千斤顶和先进测量定位设备组成数字柔性装配对接平台，按照实际需要精确控制飞机的动作，提升定位精确度、和可控性，有效应用在各种尺寸的飞机装配中，通过数字柔性装配技术对接平台，提升飞机装配质量和效率。数字柔性装配技术对接平台在国外大型飞机制造厂商中得到广泛应用，定位模式主要包括以下几点：第一，柱式结构。该定位结构模式和Pogo柱模式比较相似，能够达到飞机定位与支撑的效果，每一台定位装置主要利用伺服控制系统对X/Y/Z的三个方向进行控制，通过在飞机制造过程中使用几台柱式结构定位模式就可以达到飞机大部段的准确定位。第二，塔式结构。该结构和柱式结构相比较，在承重力方面具有较大的优势，主要是使用伸缩臂侧面调整模式进行操控，可操控性较强。第三，混合定位方式。该定位模式主要应用在787飞机装配中，和柱式结构、塔式结构相比，混合定位方式可通过托架连接装置机身，以此自动化调整飞机机体，无需人工操作，并且受力均匀，适用于机体大型复合材料的装配中。

4.数字化测量装配

在飞机装配柔性技术中，大部分是依靠数字化定位测量方式对位置进行精确定位，以此精确测量相应数据。例如在对位置进行定位测量过程中，通常情况下，使用飞机柔性装配测量系统中的两种测量方式：激光跟踪测量和室内GPS测量进行，其中激光跟踪测量系统特点具有高精度、测量范围大及机动性强；而室内GPS测量由于受大部件范围空间定位的细致，只能在室内建立空间坐标系统，方可进行定位测量。

三、结语

综上所述，飞机柔性装配技术的开发、应用作为国内外大型飞机制造厂商较为常见的一种技术，要想充分利用自身优势，必须分析了解影响因素，借助数字化技术测量，进行大部件装配，使用制定化定位制孔，在飞机总装过程中利用柔性对接技术，自动调整飞机机身，以此提升飞机装配的质量和效率。

参考文献：

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