曹基升+欒承文+曲世成+呂英超

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

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

前言

飛機(jī)在機(jī)械加工裝配領(lǐng)域?qū)儆诖笮偷难b配產(chǎn)品，飛機(jī)在裝配時(shí)候的工作量非常之大。在飛機(jī)壁板裝配時(shí)候，由于飛機(jī)壁板屬于剛性工裝，其一種型號(hào)飛機(jī)裝配的過(guò)程需要有一套固定的裝配支架，這樣會(huì)造成飛機(jī)裝配成本的提高，因此飛機(jī)的壁板裝配部門(mén)要進(jìn)行柔性工裝的設(shè)計(jì)與研發(fā)，本文就飛機(jī)壁板裝配柔性工裝設(shè)計(jì)進(jìn)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(jì)和制造產(chǎn)品的過(guò)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(jì)的可以進(jìn)行尺寸調(diào)節(jié)的、自動(dòng)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(diǎn)。

二、飛機(jī)壁板柔性工裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)于飛機(jī)壁板裝配采用柔性工裝設(shè)計(jì)，首先在結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)應(yīng)該需要注意以下幾點(diǎn)：

第一，在裝配的支架框架上，要有相應(yīng)的導(dǎo)軌，用于飛機(jī)壁板在安裝的過(guò)程可以進(jìn)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(shí)現(xiàn)不同飛機(jī)壁板類型的使用。

第二，在飛機(jī)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(pán)，這樣有利于壁板裝配工裝系統(tǒng)對(duì)飛機(jī)壁板在卡板上進(jìn)行移動(dòng)。

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

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

此外，在飛機(jī)壁板柔性工裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，還要有實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備，對(duì)于壁板裝配的全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督，保證每一個(gè)環(huán)節(jié)都在可視的范圍之內(nèi)。

三、傳統(tǒng)的飛機(jī)壁板裝配出現(xiàn)的問(wèn)題

在我國(guó)的飛機(jī)壁板裝配技術(shù)，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比有很大的差距，比如我國(guó)在數(shù)字化裝配技術(shù)不先進(jìn)，對(duì)于壁板柔性工裝設(shè)計(jì)技術(shù)不先進(jìn)，這主要是由于我國(guó)的基礎(chǔ)工業(yè)發(fā)展相對(duì)緩慢，在傳統(tǒng)的飛機(jī)壁板裝配過(guò)程中存在的主要問(wèn)題有：

首先是，傳統(tǒng)的飛機(jī)裝配生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)的裝配框架僅僅只是為了完成一架飛機(jī)的組成，不具有不同型號(hào)飛機(jī)組裝的需求。然后是，飛機(jī)裝配工裝結(jié)構(gòu)具有剛性裝配的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)飛機(jī)裝配工裝時(shí)候，對(duì)于結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)完全是依據(jù)飛機(jī)的外形尺寸，每一個(gè)飛機(jī)零件就會(huì)有一個(gè)對(duì)應(yīng)的裝配框架，這種設(shè)計(jì)不僅具有一定的局限性，還會(huì)使得飛機(jī)裝配工裝的生產(chǎn)成本加大，裝配工裝占用空間相對(duì)較大。最后是，裝配工裝過(guò)程中的數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用落后，裝配技術(shù)人員在進(jìn)行裝配時(shí)候，花費(fèi)的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，而且容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，會(huì)對(duì)于飛機(jī)零件裝配的質(zhì)量和裝配周期帶來(lái)一定的影響。

四、飛機(jī)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(jì)，將會(huì)打破我國(guó)飛機(jī)裝配以及在飛機(jī)制造的過(guò)程中技術(shù)的薄弱環(huán)節(jié)，比如在飛機(jī)壁板裝配過(guò)程中，通過(guò)柔性工裝設(shè)計(jì)，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(jī)壁板在生產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)候的靈活性，節(jié)約成本，飛機(jī)壁板柔性化工裝柔性化設(shè)計(jì)技術(shù)主要體現(xiàn)在：

4.1數(shù)字化精準(zhǔn)定位

在飛機(jī)壁板柔性工裝系統(tǒng)中，裝配的過(guò)程可以通過(guò)更換定位條、壁板卡板，來(lái)實(shí)現(xiàn)不同形狀的飛機(jī)壁板裝配使用，在裝配工裝系統(tǒng)中，有伺服電機(jī)可以控制壁板支架卡板的移動(dòng)，并可以結(jié)合GPS定位追蹤以及激光追蹤測(cè)量技術(shù)，保證在裝配的時(shí)候，高效、準(zhǔn)確的進(jìn)行裝配，這一點(diǎn)從根本上改變了飛機(jī)壁板壁板裝配框架的設(shè)計(jì)，使得飛機(jī)壁板裝配技術(shù)人員，在裝配的過(guò)程中較少了人工的校對(duì)工作，避免出現(xiàn)定位錯(cuò)誤，提高了裝配的的精度，縮短了裝配的周期。

4.2不同型號(hào)的壁板柔性裝配

在飛機(jī)壁板裝配工裝系統(tǒng)中，通過(guò)DA孔裝配工藝，利用移動(dòng)型框架，能夠?qū)崿F(xiàn)更換不同的刻板尺寸，來(lái)滿足不同型號(hào)壁板的裝配。例如，在不同壁板裝配的過(guò)程，首先是使用真空吸盤(pán)把飛機(jī)壁板吸附在工裝結(jié)構(gòu)中，然后通過(guò)壁板框架導(dǎo)軌，實(shí)現(xiàn)壁板框架形狀的移動(dòng)，在移動(dòng)的過(guò)程中，利用定位技術(shù)通過(guò)吸盤(pán)的位置移動(dòng)帶動(dòng)壁板為之一動(dòng)，使得框架的骨架與壁板外形進(jìn)行緊密貼合，在完全改變工裝結(jié)構(gòu)后，達(dá)到不同壁板裝配的需求。

五、 飛機(jī)壁板啊黃培柔性工裝設(shè)計(jì)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(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)人員，可以依據(jù)不同的三維數(shù)字化模型對(duì)于裝配工裝的結(jié)構(gòu)進(jìn)行全真模擬設(shè)計(jì)，這需要對(duì)于飛機(jī)壁板的不同型號(hào)進(jìn)行尺寸、形狀的提前參數(shù)設(shè)計(jì)，利用數(shù)據(jù)管理的方法，使得裝配工裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)候，就有不同型號(hào)飛機(jī)壁板的卡位定位設(shè)置，這樣有利于在實(shí)際運(yùn)用柔性裝配工裝時(shí)候，只需要進(jìn)行參數(shù)的設(shè)定，就可以實(shí)現(xiàn)柔性的變化。

5.2基于MBD的數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)

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

5.3自動(dòng)化鉆鉚技術(shù)

在飛機(jī)壁板制造的過(guò)程，具有體積大、尺寸大、壽命高等特點(diǎn)，并且飛機(jī)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(qiáng)度高，在進(jìn)行裝配的過(guò)程，需要對(duì)于飛機(jī)壁板進(jìn)行定位、壁板的特殊位置鉆鉚，在飛機(jī)壁板裝配柔性工裝設(shè)計(jì)中，使用自動(dòng)化鉆鉚技術(shù)，可以較少人工對(duì)于飛機(jī)壁板的操作，提高裝配的精度。

六、 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，飛機(jī)壁板裝配的過(guò)程，使用柔性工裝系統(tǒng)可以提高飛機(jī)壁板裝配的效率，節(jié)約工裝生產(chǎn)的成本。因此，飛機(jī)壁板裝配相關(guān)部門(mén)要加強(qiáng)對(duì)于柔性工裝設(shè)計(jì)的研究，通過(guò)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)柔性工裝設(shè)計(jì)技術(shù)的優(yōu)化。

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