飛機壁板裝配柔性工裝設(shè)計與優(yōu)化技術(shù)初探

曹基升+欒承文+曲世成+呂英超

摘要：柔性工裝設(shè)計運用到飛機壁板裝配工作中，不僅可以促進飛機壁板裝配的工作效率，還可以降低飛機壁板裝配的成本，縮短裝配的周期，本文就此進行分析，并提出一些優(yōu)化技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：飛機壁板裝配；柔性工裝設(shè)計；優(yōu)化技術(shù)

前言

飛機在機械加工裝配領(lǐng)域?qū)儆诖笮偷难b配產(chǎn)品，飛機在裝配時候的工作量非常之大。在飛機壁板裝配時候，由于飛機壁板屬于剛性工裝，其一種型號飛機裝配的過程需要有一套固定的裝配支架，這樣會造成飛機裝配成本的提高，因此飛機的壁板裝配部門要進行柔性工裝的設(shè)計與研發(fā)，本文就飛機壁板裝配柔性工裝設(shè)計進行分析，并提出優(yōu)化技術(shù)。

一、 柔性裝配工裝技術(shù)的概述

1.1柔性裝配工裝技術(shù)的定義

柔性裝配工裝技術(shù)是為了避免在設(shè)計和制造產(chǎn)品的過程中裝配支架只能服務(wù)裝配一種單一的部位或者零件，而設(shè)計的可以進行尺寸調(diào)節(jié)的、自動裝配的工裝系統(tǒng)，這種柔性的裝配工裝技術(shù)具有降低工裝成本、較小占用空間，縮短工裝周期的特點。

二、飛機壁板柔性工裝結(jié)構(gòu)設(shè)計

對于飛機壁板裝配采用柔性工裝設(shè)計，首先在結(jié)構(gòu)上的設(shè)計應(yīng)該需要注意以下幾點：

第一，在裝配的支架框架上，要有相應(yīng)的導(dǎo)軌，用于飛機壁板在安裝的過程可以進行前后位置的調(diào)節(jié)，此外，還要有左右的調(diào)節(jié)導(dǎo)軌，這樣可以實現(xiàn)不同飛機壁板類型的使用。

第二，在飛機壁板的卡板上，要求具有可以拆換的功能，并且，卡板上有真空吸盤，這樣有利于壁板裝配工裝系統(tǒng)對飛機壁板在卡板上進行移動。

第三，在壁板的工裝系統(tǒng)中，進行數(shù)字化控制設(shè)計，這樣有利于對于支架移動的控制，并且可以保證位置的移動，一次性到位，較少了裝配過程人工的進行定位。

第四，在飛機壁板裝配工裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，還要針對壁板卡板上進行壁板加緊裝置，以及卡板固定設(shè)置，防止壁板真空吸盤出現(xiàn)故障，而導(dǎo)致出現(xiàn)脫落的現(xiàn)象。

此外，在飛機壁板柔性工裝結(jié)構(gòu)設(shè)計中，還要有實時監(jiān)控設(shè)備，對于壁板裝配的全過程進行監(jiān)督，保證每一個環(huán)節(jié)都在可視的范圍之內(nèi)。

三、傳統(tǒng)的飛機壁板裝配出現(xiàn)的問題

在我國的飛機壁板裝配技術(shù)，與發(fā)達國家相比有很大的差距，比如我國在數(shù)字化裝配技術(shù)不先進，對于壁板柔性工裝設(shè)計技術(shù)不先進，這主要是由于我國的基礎(chǔ)工業(yè)發(fā)展相對緩慢，在傳統(tǒng)的飛機壁板裝配過程中存在的主要問題有：

首先是，傳統(tǒng)的飛機裝配生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)的裝配框架僅僅只是為了完成一架飛機的組成，不具有不同型號飛機組裝的需求。然后是，飛機裝配工裝結(jié)構(gòu)具有剛性裝配的特點，在設(shè)計飛機裝配工裝時候，對于結(jié)構(gòu)的設(shè)計完全是依據(jù)飛機的外形尺寸，每一個飛機零件就會有一個對應(yīng)的裝配框架，這種設(shè)計不僅具有一定的局限性，還會使得飛機裝配工裝的生產(chǎn)成本加大，裝配工裝占用空間相對較大。最后是，裝配工裝過程中的數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用落后，裝配技術(shù)人員在進行裝配時候，花費的時間相對較長，而且容易出現(xiàn)錯誤，會對于飛機零件裝配的質(zhì)量和裝配周期帶來一定的影響。

四、飛機壁板裝配柔性工裝柔性化的具體體現(xiàn)

柔性化工裝設(shè)計，將會打破我國飛機裝配以及在飛機制造的過程中技術(shù)的薄弱環(huán)節(jié)，比如在飛機壁板裝配過程中，通過柔性工裝設(shè)計，一方面可以使得裝配的周期縮短，另一方面還可以提高飛機壁板在生產(chǎn)設(shè)計時候的靈活性，節(jié)約成本，飛機壁板柔性化工裝柔性化設(shè)計技術(shù)主要體現(xiàn)在：

4.1數(shù)字化精準定位

在飛機壁板柔性工裝系統(tǒng)中，裝配的過程可以通過更換定位條、壁板卡板，來實現(xiàn)不同形狀的飛機壁板裝配使用，在裝配工裝系統(tǒng)中，有伺服電機可以控制壁板支架卡板的移動，并可以結(jié)合GPS定位追蹤以及激光追蹤測量技術(shù)，保證在裝配的時候，高效、準確的進行裝配，這一點從根本上改變了飛機壁板壁板裝配框架的設(shè)計，使得飛機壁板裝配技術(shù)人員，在裝配的過程中較少了人工的校對工作，避免出現(xiàn)定位錯誤，提高了裝配的的精度，縮短了裝配的周期。

4.2不同型號的壁板柔性裝配

在飛機壁板裝配工裝系統(tǒng)中，通過DA孔裝配工藝，利用移動型框架，能夠?qū)崿F(xiàn)更換不同的刻板尺寸，來滿足不同型號壁板的裝配。例如，在不同壁板裝配的過程，首先是使用真空吸盤把飛機壁板吸附在工裝結(jié)構(gòu)中，然后通過壁板框架導(dǎo)軌，實現(xiàn)壁板框架形狀的移動，在移動的過程中，利用定位技術(shù)通過吸盤的位置移動帶動壁板為之一動，使得框架的骨架與壁板外形進行緊密貼合，在完全改變工裝結(jié)構(gòu)后，達到不同壁板裝配的需求。

五、 飛機壁板啊黃培柔性工裝設(shè)計優(yōu)化技術(shù)分析

5.1MBD技術(shù)

MBD技術(shù)，是在三維的數(shù)字化環(huán)境下，工藝開發(fā)、設(shè)計人員，可以依據(jù)不同的三維數(shù)字化模型對于裝配工裝的結(jié)構(gòu)進行全真模擬設(shè)計，這需要對于飛機壁板的不同型號進行尺寸、形狀的提前參數(shù)設(shè)計，利用數(shù)據(jù)管理的方法，使得裝配工裝結(jié)構(gòu)設(shè)計時候，就有不同型號飛機壁板的卡位定位設(shè)置，這樣有利于在實際運用柔性裝配工裝時候，只需要進行參數(shù)的設(shè)定，就可以實現(xiàn)柔性的變化。

5.2基于MBD的數(shù)字化檢測技術(shù)

在飛機壁板裝配的過程，需要進行實時的位置監(jiān)控，MBD技術(shù)技術(shù)中具有數(shù)字化測量裝配技術(shù)，這種技術(shù)應(yīng)用到飛機壁板的工裝系統(tǒng)中，可以針對壁板全真模型裝配時候進行數(shù)據(jù)的提取，從模擬的過程中對于測量的要求、公差等數(shù)據(jù)進行工裝系統(tǒng)的儲存，這樣在實際的裝配過程中，就可以利用這些數(shù)據(jù)對于裝配過程進行輔助檢測，增加科學(xué)性。

5.3自動化鉆鉚技術(shù)

在飛機壁板制造的過程，具有體積大、尺寸大、壽命高等特點，并且飛機壁板使用的材料多采用復(fù)合材料，這種材料具有重量輕，強度高，在進行裝配的過程，需要對于飛機壁板進行定位、壁板的特殊位置鉆鉚，在飛機壁板裝配柔性工裝設(shè)計中，使用自動化鉆鉚技術(shù)，可以較少人工對于飛機壁板的操作，提高裝配的精度。

六、 結(jié)束語

綜上所述，飛機壁板裝配的過程，使用柔性工裝系統(tǒng)可以提高飛機壁板裝配的效率，節(jié)約工裝生產(chǎn)的成本。因此，飛機壁板裝配相關(guān)部門要加強對于柔性工裝設(shè)計的研究，通過先進的科學(xué)技術(shù)來實現(xiàn)柔性工裝設(shè)計技術(shù)的優(yōu)化。

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