張偉 田春曉 董兆明

摘要：在分析柔性裝配技術(shù)概念的基礎(chǔ)上，闡述了柔性裝配技術(shù)的基本特征。結(jié)合飛機(jī)裝配工藝，提出了柔性設(shè)備技術(shù)和應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：柔性裝配;工裝技術(shù);飛機(jī);裝配

引言：

飛機(jī)的產(chǎn)品通常設(shè)計(jì)較多的零部件，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也十分的復(fù)雜。并且飛機(jī)產(chǎn)品中的零件很多尺寸都特別的大，且剛性比較差，在裝配的時(shí)候特別容易的變形，加之飛機(jī)產(chǎn)品協(xié)調(diào)部位多、裝配精度要求高，因而在飛機(jī)裝配過程中，采用了大量裝配工裝來保證產(chǎn)品裝配的準(zhǔn)確度和協(xié)調(diào)性，對(duì)勞動(dòng)條件也有一定的改善，大大的縮短了時(shí)間，讓裝配能夠更快。所以，裝配工裝對(duì)于飛機(jī)裝配而言是十分重要的。

1 飛機(jī)數(shù)字化裝配柔性工裝的技術(shù)

對(duì)于先進(jìn)數(shù)字化裝配技術(shù)來說，飛機(jī)數(shù)字化裝配柔性工裝技術(shù)是其中一項(xiàng)十分重要的內(nèi)容，使用數(shù)字化裝配柔性工裝技術(shù)，能夠大大的降低制造的成本，提高生產(chǎn)的效率，減少制造的周期。柔性工裝的柔性可重構(gòu)功能，可以快速響應(yīng)產(chǎn)品對(duì)象的變化，從而一套工裝可以用于多個(gè)產(chǎn)品的裝配，這樣使得型號(hào)研制得到了有效的滿足。柔性工裝基于數(shù)字量傳遞，讓工裝的數(shù)字化定位得到了實(shí)現(xiàn)，這樣讓定位更加的精準(zhǔn)了，相比以往來說現(xiàn)在的進(jìn)步非常的大。

2數(shù)字化柔性裝配工裝的構(gòu)成

隨著科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步，數(shù)字化工裝技術(shù)也取得了很大的進(jìn)步，現(xiàn)在的柔性工裝較以往已經(jīng)更加多功能了，現(xiàn)如今可以作為測(cè)量設(shè)備來使用，它是數(shù)字化的，在柔性工作中有具有控制功能的系統(tǒng)，除此以外，還有許多其他的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)包含了許多的軟件。

如果將柔性工裝系統(tǒng)拆開來，那么這個(gè)系統(tǒng)可以變?yōu)閮煞N系統(tǒng)，分別是軟件系統(tǒng)以及硬件系統(tǒng)，前者里面有著許許多度的軟件，而后者則包含了數(shù)控系統(tǒng)以及數(shù)字化測(cè)量設(shè)備等。

就柔性工裝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)部分來說，根據(jù)功能可以分為兩個(gè)部分，分別是靜態(tài)框架以及動(dòng)態(tài)模塊。前者是模塊化的框架，它的組成部分包括標(biāo)準(zhǔn)零件以及連接件組合，靜態(tài)框架對(duì)于工裝結(jié)構(gòu)而言是基礎(chǔ)。后者是根據(jù)飛機(jī)的產(chǎn)品來設(shè)計(jì)的，需求不同設(shè)計(jì)也會(huì)發(fā)生改變，借助可調(diào)整轉(zhuǎn)接裝置就能夠放到靜態(tài)框架上去。以飛機(jī)壁板類產(chǎn)品為例，將數(shù)字化柔性裝配工裝各功能模塊進(jìn)行分解。

3關(guān)于數(shù)字化柔性工裝的關(guān)鍵技術(shù)

對(duì)于現(xiàn)代柔性工裝來說，它已不僅僅像傳統(tǒng)專用工裝一樣是一個(gè)簡(jiǎn)單的剛性結(jié)構(gòu)工裝，而是集成了工裝結(jié)構(gòu)部分、測(cè)量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等的綜合系統(tǒng)。柔性工裝涉及一系列的關(guān)鍵技術(shù)，主要包括以下幾點(diǎn)。

3.1關(guān)于柔性工裝結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)

就柔性工裝而言，它是一種工藝裝備，由許多可重構(gòu)的模塊化單元組成。這些模塊化單元都有自己的特殊功能，通用模塊化單元是標(biāo)準(zhǔn)化的，因此只有設(shè)計(jì)特殊的模塊化單元才能實(shí)現(xiàn)工裝的快速設(shè)計(jì)。與傳統(tǒng)的剛性工裝相比，柔性工裝由于其柔性功能，在結(jié)構(gòu)上比一般的剛性工裝更加復(fù)雜。為了保證工裝定位的準(zhǔn)確性，柔性工裝結(jié)構(gòu)必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，滿足工作開放性的要求。因此，針對(duì)柔性工裝特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)是柔性工裝設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要技術(shù)。主要包括：輕量化設(shè)計(jì)優(yōu)化、工裝框架結(jié)構(gòu)剛度校核及變形分析、動(dòng)態(tài)模塊應(yīng)用條件變形分析、模塊化單元結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)等。

3.2 關(guān)于柔性工裝集成控制的技術(shù)

數(shù)字化柔性工裝與過去有很大不同，定位更加準(zhǔn)確。想要精確定位，離不開控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)可以驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)，然后就可以精確定位。另外要注意測(cè)量系統(tǒng)的反饋信息，可以調(diào)控。動(dòng)態(tài)定位模塊的重構(gòu)單元根據(jù)指令移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)重構(gòu)。如果飛機(jī)裝配過程中需要的各種運(yùn)動(dòng)部件能夠準(zhǔn)確定位和固定飛機(jī)部件，就必須有先進(jìn)的柔性工裝控制系統(tǒng)支撐，因此有必要研究工裝集成控制技術(shù)。要實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的柔性裝配，僅靠單一的機(jī)械裝置很難實(shí)現(xiàn)。柔性工裝應(yīng)配備一體化的數(shù)字測(cè)量系統(tǒng)、伺服控制系統(tǒng)和輔助軟件系統(tǒng)，這些系統(tǒng)可以有機(jī)結(jié)合，協(xié)同工作，充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)。系統(tǒng)化和集成化是柔性工裝的一個(gè)突出特點(diǎn)。因此，要實(shí)現(xiàn)好柔性工裝，必須掌握系統(tǒng)集成技術(shù)。

3.3數(shù)字化柔性檢測(cè)技術(shù)

數(shù)字化軟測(cè)量技術(shù)是激光掃描儀和激光跟蹤器，應(yīng)用最廣泛的是激光跟蹤技術(shù)。激光測(cè)量技術(shù)具有非接觸、高速、固定、通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，測(cè)量程度高，接近5μm。基本能滿足大型腹部產(chǎn)品的要求。例如，激光跟蹤位置很難僅用于精確測(cè)量。一般情況下，測(cè)量飛機(jī)零件的三維位置是不方便的。具體工作原理：將以太網(wǎng)與系統(tǒng)連接，通過測(cè)量裝置獲得參考點(diǎn)處理，并通過計(jì)算機(jī)確認(rèn)反饋信息，對(duì)實(shí)際裝配位置進(jìn)行校正和精確編程，完成最終的正確定位。

3.4虛擬裝配仿真技術(shù)

數(shù)字化軟測(cè)量技術(shù)是激光掃描儀和激光跟蹤器，應(yīng)用最廣泛的是激光跟蹤技術(shù)。激光測(cè)量技術(shù)具有非接觸、高速、固定、通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，測(cè)量程度高?；灸軡M足大型腹部產(chǎn)品的要求。例如，激光跟蹤位置很難僅用于精確測(cè)量。一般情況下，測(cè)量飛機(jī)零件的三維位置是不方便的。具體工作原理：將以太網(wǎng)與系統(tǒng)連接，通過測(cè)量裝置獲得參考點(diǎn)處理，并通過計(jì)算機(jī)確認(rèn)反饋信息，對(duì)實(shí)際裝配位置進(jìn)行校正和精確編程，完成最終的正確定位。

3.5 計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)

計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)也是飛行器柔性裝配的重要技術(shù)之一。在機(jī)械裝配的過程中，需要各種附件、準(zhǔn)確的位置、附件和鉚釘?shù)倪B接以及飛機(jī)裝配的工具系統(tǒng)的可靠性和固定性，飛機(jī)裝配工作的配置與數(shù)字樣本一致。飛機(jī)柔性裝配系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備系統(tǒng)、接口裝配團(tuán)隊(duì)成員，包括平臺(tái)和其他裝配系統(tǒng)。其中，電控系統(tǒng)是典型的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)數(shù)控系統(tǒng)，屬于以太網(wǎng)技術(shù)和C A N總線技術(shù)。

結(jié)束語：

近年來，中國(guó)的柔性裝配技術(shù)發(fā)展迅速，但與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)相比仍有較大差距，甚至存在技術(shù)上的差距。這種情況嚴(yán)重制約了我國(guó)飛機(jī)的研發(fā)和生產(chǎn)水平。因此本文對(duì)有關(guān)飛機(jī)數(shù)字化柔性裝配工裝技術(shù)進(jìn)行探索，首先總結(jié)了飛機(jī)數(shù)字化柔性裝配工裝技術(shù)的特點(diǎn)，然后對(duì)柔性化裝配工裝關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行逐個(gè)分析，提出我國(guó)飛機(jī)數(shù)字化柔性裝配的發(fā)展要求，以期對(duì)于我國(guó)飛機(jī)研發(fā)制造水平的提高，起到一定的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫永杰，田威，廖文和，劉明爽.機(jī)身骨架裝配柔性工裝設(shè)計(jì)[J].航空制造技術(shù).2017（07）