工裝數字化制造與功能性研究

撰文/張永輝 郭慧英

■中國南方航空工業(集團)有限公司工程技術部

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工裝數字化制造與功能性研究

撰文/張永輝 郭慧英

■中國南方航空工業(集團)有限公司工程技術部

數字化技術一般都用于制造業中，它能夠有效完善產品的制造活動以及可以優化產品質量，隨著數字化制造技術的不斷發展，它已經成為先進制造技術的重要組成部分。工裝一般主要指產品生產過程中的重要必須物品，例如模具、刀具、計量器等，它的優劣可以直接影響產品的質量。在工裝中應用數字化技術能夠有效提高產品的質量，減短產品生產周期進而達到降低成本的作用。將數字化技術應用于制造業中是制造業的一項重大改革，它的水平高低能夠反映一個國家的制造業水平。隨著經濟全球化一體化，科技也在迅速發展，這也就直接影響了現代制造業發展，主要變化有：產品生產更快，用戶需求多樣化等。工裝數字化；制造與功能性；研究

1工裝數字化制造技術的國內現狀

隨著計算機技術的不斷發展，數字化技術也越來越多的應用于制造業中，數字化技術與制造業融合已經成為主流。在目前的制造業中，數字化技術用于制造業中已經成為提高產品質量以及提高產品效益的重要手段。在近30年的制造產業發展過程中，在一些發達國家已經可以實現無圖化生產模式，采用CAD/CAM實現百分之百的數字化設計生產[1]。

我國采用CAD/CAM技術是從20世紀60年代開始的，剛開始僅僅應用于航空產業，隨著科技的不斷發展，在諸多領域中已經都進入了實用階段。我國工裝數字化技術中的CAD技術已經得到很好發展，實現制造業自動化設計的巨大飛躍。

2工裝數字化制造技術的意義

對于制造產業而言，工裝數字化技術是實現技術升級的必要手段。為了使制造技術得到提升與創新，改變以往制造模式，就需要對數字化技術進行引進，采用數字化的技術來對產品質量進行嚴格控制。隨著越來越多的制造企業采用工裝數字化技術，此技術將會逐漸成為市場所需的主流。

在激烈的制造業市場競爭過程中，人們對所用產品的要求也越來越高，尤其是一些需要長期使用的物品，例如：汽車，冰箱等大型家用電器。人們除了對它的性能、質量以及價格要求之外還希望產品多樣化，外觀更加個性等[2]。采用數字化技術應用于制造業不僅僅能夠滿足這些需求，還可以更好的適應市場所需，有效降低制造企業成本。

工裝的制造以及準備對于產品的零部件而言是很重要的，它是整個制造生產的準則，它的制造精度可以直接影響產品的質量，甚至可以影響產品生產所需的周期。所以將工裝數字化技術應用于制造生產來講，是具有重大意義的。

3工裝數字化制造工藝參數

在進行數字化生產過程中，工藝參數是一個非常重要的問題。合理的選擇參數對產品的生產效率、成本、質量以及利潤都有深刻聯系。對工作人員來講，應該在現有基礎上，根據市場所需以及產品要求來合理并且有效的選擇切削用量，進而達到最佳的指標。

4工裝數字化的重要應用

在我國，工裝數字化最主要是應用于航空產業，因為此產業對制造要求極高，飛機之間的零部件數量較多，并且許多零件尺寸較大，剛性很小，在進行裝置過程中容易受損變形，為了滿足飛機產品的高精度要求，這中間也就需要標準數字化工裝來進行信息之間的協調與控制。

在航空領域多采用工裝數字化技術中的柔性裝配工裝技術，這項技術已經得到國內外大多數航空企業的關注與使用。柔性工裝技術一般具有柔性化、數字化以及模塊化和自動化的特點。柔性化可以使得工裝具有使得產品進行快速重構的過程，這也一套工裝也就可以應用于多種產品之中，這個也就是柔性工裝最主要的特點。數字化則表現在進行產品制造、設計過程中均采用數字化模式進行。模塊化則是指工裝在硬件上具有模塊化結構的特點，這個特點也可以體現工裝的柔性，進而對各個模塊進行重構。模塊之間可以自動重組調整也體現了柔性工裝的自動化特點。柔性工裝雖然是一種柔性可重復利用的工裝，但其本質決定了必須有足夠的結構強度和結構剛度來保證其定位準確度；同時，柔性工裝要實現其柔性功能，使得其結構較一般剛性工裝復雜。因此，針對柔性工裝特點的結構優化設計技術是柔性工裝設計的一項重要技術。

工裝數字化在功能方面是非常全面的，并且形式也是多種多樣的，能夠充分滿足制造業的需求[3]。單就柔性工裝而言，就很很多種構成模式。例如：①多點陣真空吸盤式柔性工裝。這種形式的工裝是模塊化單元為帶真空吸盤的立柱式單元，并且具有3個方向運動度，通過整體控制系統可以進行自動調形。②行列式結構柔性工裝。行列式結構柔性工裝是一種由多個行列式排列的立柱單元構成的工裝，各立柱單元為模塊化結構，獨立分散排列，每個立柱單元上裝有夾持單元，夾持單元一般具有3自由度的運動調整能力，從而可通過調整各立柱單元上多個夾持單元排列分布，來實現對不同飛機零件的裝配。

5結語

綜上所述工裝數字化制造技術對于制造企業而言是一項非常重要的技術，在功能方面也非常全面實用，不僅能夠滿足企業的需求同時也能夠滿足市場的需求，具有非常好的前景。

參考文獻：

[1]欒合俊.先進模具數字化制造技術及其在航空航天領域的應用[J]. 航空制造技術. 2009(20)

[2]構筑基于數字化研制流程的能力平臺——2012年航天數字化制造技術交流會落幕[J]. CAD/CAM與制造業信息化. 2012(12)

[3]周洪巖,王麗卿,向元滿.工裝的優化及設計制造一體化[J]. 裝備制造技術. 2010(06)