飛機壁板裝配柔性工裝設計與優化技術初探

曹基升+欒承文+曲世成+呂英超

摘要：柔性工裝設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，并提出一些優化技術措施。

關鍵詞：飛機壁板裝配；柔性工裝設計；優化技術

前言

飛機在機械加工裝配領域屬于大型的裝配產品，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計與研發，本文就飛機壁板裝配柔性工裝設計進行分析，并提出優化技術。

一、 柔性裝配工裝技術的概述

1.1柔性裝配工裝技術的定義

柔性裝配工裝技術是為了避免在設計和制造產品的過程中裝配支架只能服務裝配一種單一的部位或者零件，而設計的可以進行尺寸調節的、自動裝配的工裝系統，這種柔性的裝配工裝技術具有降低工裝成本、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構設計

對于飛機壁板裝配采用柔性工裝設計，首先在結構上的設計應該需要注意以下幾點：

第一，在裝配的支架框架上，要有相應的導軌，用于飛機壁板在安裝的過程可以進行前后位置的調節，此外，還要有左右的調節導軌，這樣可以實現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對飛機壁板在卡板上進行移動。

第三，在壁板的工裝系統中，進行數字化控制設計，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構的設計中，還要針對壁板卡板上進行壁板加緊裝置，以及卡板固定設置，防止壁板真空吸盤出現故障，而導致出現脫落的現象。

此外，在飛機壁板柔性工裝結構設計中，還要有實時監控設備，對于壁板裝配的全過程進行監督，保證每一個環節都在可視的范圍之內。

三、傳統的飛機壁板裝配出現的問題

在我國的飛機壁板裝配技術，與發達國家相比有很大的差距，比如我國在數字化裝配技術不先進，對于壁板柔性工裝設計技術不先進，這主要是由于我國的基礎工業發展相對緩慢，在傳統的飛機壁板裝配過程中存在的主要問題有：

首先是，傳統的飛機裝配生產過程中，生產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，飛機裝配工裝結構具有剛性裝配的特點，在設計飛機裝配工裝時候，對于結構的設計完全是依據飛機的外形尺寸，每一個飛機零件就會有一個對應的裝配框架，這種設計不僅具有一定的局限性，還會使得飛機裝配工裝的生產成本加大，裝配工裝占用空間相對較大。最后是，裝配工裝過程中的數字化技術應用落后，裝配技術人員在進行裝配時候，花費的時間相對較長，而且容易出現錯誤，會對于飛機零件裝配的質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

柔性化工裝設計，將會打破我國飛機裝配以及在飛機制造的過程中技術的薄弱環節，比如在飛機壁板裝配過程中，通過柔性工裝設計，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設計時候的靈活性，節約成本，飛機壁板柔性化工裝柔性化設計技術主要體現在：

4.1數字化精準定位

在飛機壁板柔性工裝系統中，裝配的過程可以通過更換定位條、壁板卡板，來實現不同形狀的飛機壁板裝配使用，在裝配工裝系統中，有伺服電機可以控制壁板支架卡板的移動，并可以結合GPS定位追蹤以及激光追蹤測量技術，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計，使得飛機壁板裝配技術人員，在裝配的過程中較少了人工的校對工作，避免出現定位錯誤，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中，通過DA孔裝配工藝，利用移動型框架，能夠實現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構中，然后通過壁板框架導軌，實現壁板框架形狀的移動，在移動的過程中，利用定位技術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，在完全改變工裝結構后，達到不同壁板裝配的需求。

五、 飛機壁板啊黃培柔性工裝設計優化技術分析

5.1MBD技術

MBD技術，是在三維的數字化環境下，工藝開發、設計人員，可以依據不同的三維數字化模型對于裝配工裝的結構進行全真模擬設計，這需要對于飛機壁板的不同型號進行尺寸、形狀的提前參數設計，利用數據管理的方法，使得裝配工裝結構設計時候，就有不同型號飛機壁板的卡位定位設置，這樣有利于在實際運用柔性裝配工裝時候，只需要進行參數的設定，就可以實現柔性的變化。

5.2基于MBD的數字化檢測技術

在飛機壁板裝配的過程，需要進行實時的位置監控，MBD技術技術中具有數字化測量裝配技術，這種技術應用到飛機壁板的工裝系統中，可以針對壁板全真模型裝配時候進行數據的提取，從模擬的過程中對于測量的要求、公差等數據進行工裝系統的儲存，這樣在實際的裝配過程中，就可以利用這些數據對于裝配過程進行輔助檢測，增加科學性。

5.3自動化鉆鉚技術

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計中，使用自動化鉆鉚技術，可以較少人工對于飛機壁板的操作，提高裝配的精度。

六、 結束語

綜上所述，飛機壁板裝配的過程，使用柔性工裝系統可以提高飛機壁板裝配的效率，節約工裝生產的成本。因此，飛機壁板裝配相關部門要加強對于柔性工裝設計的研究，通過先進的科學技術來實現柔性工裝設計技術的優化。

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