航空制造中的可重構工裝配置方法研究

劉宇欣

（北京曙光航空電氣有限責任公司 北京 101300）

引言

隨著新技術、新材料的不斷出現，我國飛機制造的周期普遍縮短，也對零件制造效率提出了更高的要求。因此，如何在保證零件質量的同時提高生產效率、縮短生產周期成為航空零件制造過程中面臨的一個重要問題。然而在目前，我國航空零件的制造技術仍然不夠完善，暴露出一些問題，不能很好地滿足新形勢下的生產需要。面對這種現象，企業應當合理利用可重構工裝配置方法，根據產品的材料和結構特點，為實現工裝快速配置提供技術支持，從而縮短工裝制造的時間，達到理想的效果[1]。

1 可重構工裝配置的優勢

零件族內工序組合成組技術是根據零件間的結構和加工工藝特征，按規定的法則標志其相似性，再按照一定的相似度將此零件分類歸族的技術。因此，它普遍應用于零件族的構造。而可重構制造系統是為滿足某零件族整個壽命期的加工需求和可能的需求變化而設計的，所以要進一步對該零件族(利用成組技術劃分)各加工階段的工序進行組合，這需要研究新的編碼規則和相似性判定準則。為此在整個零件族內，通過判斷工序相似性將具有一定相似性的工序組合在一起組成工序組合，并用同一類加工設備完成相應加工任務，這樣可重構制造系統的重構能力就可以在零件族內工序組合的加工需求變化范圍內進行選擇。通過分析影響工序組合的工序屬性，并將屬性按一定的規則進行編碼，采用基于目標函數的模糊聚類方法，得到多種工序組合方案。因此零件族工序組合的工序需求相似性越高，系統的重構次數越少,相應地降低了重構成本,節約了重構時間。加工設備選擇可重構制造系統設備選擇是以零件族工序組合為依據的，而加工設備選擇方案又是工序組合方案綜合評價的主要依據。根據零件族工序組合方案,并以設備的折舊成本、加工成本與重構成本作為評價目標，運用優化算法得到最優和多種次優的設備選擇方案。工序組合方案評價根據模糊聚類可以得到多種工序組合方案，為了提高可重構制造系統的重構能力，并減少可重構制造系統后續設計任務的復雜性，需對多種工序組合方案進行綜合評價[2]。

2 可重構工裝設計的關鍵技術

在可重構工裝設計的應用過程中，有幾項關鍵性的技術，影響著航空制造的最終效果。因此，要提高可重構工裝配置的技術水平，就必須首先對這些關鍵技術進行研究和突破，才能真正有效地提高工裝配置效率。

2.1 快速設計與重用技術

在可重構工裝配置技術的應用過程中，為了實現連接工裝的快速設計與重用，需要對工裝配置資源進行規范化的建模、分類和管理，采用合適的管理工具，從而解決工裝多樣化、工裝準備工作量大、準備效率低和周期長等一些問題。

2.2 穩定性分析技術

為了保證工裝的可重構性，與傳統焊接方式相比，可重構工裝技術安裝的骨架在連接部分沒有進行焊接或者永久性的連接，在一定程度上骨架的穩定性與傳統連接方式依然存在著差異。在這種情況下，為了保證穩定性和安全性，就需要采用相關技術對骨架的穩

定性進行分析，及時處理在分析過程中發現的不穩定因素，從而保證連接型架的安全性和可靠性。

2.3 可視性分析技術

對工裝結構進行有效的可視性分析，能夠減少測量儀器的站位并優化測量儀器的位置，從而大幅度提高工裝重構過程的效率，降低成本。在這個過程中，一般采用以激光跟蹤儀等相關儀器向工裝上的測量目標發出的光線為視線，并以此為依據判斷視線上是否存在遮擋物體的方式進行[3]。

2.4 安裝優化技術

在實際航空安裝制造過程中，航空器件的結構往往比較復雜，給可重構安裝帶來了一定的困難。在進行安裝時選用不同的方案，很多情況下會對工裝安裝的效率和精度產生較為明顯的影響。因此，需要結合零件安裝的實際情況，對不同的安裝方案進行分析比較，從而選擇出最為合適的一種方案，對相關技術進行優化，從而減少工時，提高安裝效率和質量。

2.5 穩定性驗證技術

在裝配過程中一些外界因素會使得工裝的關鍵定位點發生變化，對裝配質量產生影響。因此，為了保證裝配型架的穩定性，應當借助一些測量儀器對工裝進行定期檢查，從而保證工裝型架的精度穩定性。

3 可重構工裝技術的不足

目前，與傳統的焊接工裝相比，在航空制造的過程中采用可重構工裝配置技術具有很多明顯的優勢，但是由于這種技術自身的局限性，在實際應用過程中也存在著一些問題，影響著航空制造的質量和效率。例如，在可重構工裝配置技術中，如何保證這種工裝的穩定性成為首先需要解決的一個問題。在這種情況下，就需要進一步對工裝結構進行優化設計，在使用過程中也應當采取措施對工裝的穩定情況進行實時監控，一旦發現問題要做出及時的調整。

4 結束語

通過以上分析可以看出，可重構工裝配置技術在航空制造中發揮著不可替代的作用，與傳統的焊接工裝技術相比具有一定的優勢，極大地降低了制造成本，提高了工裝制造的效率。目前，可重構工裝技術在航空制造過程中已經得到了一定的應用，為航空制造業的發展做出了巨大貢獻。盡管在可重構工裝配置技術的實際應用過程中還存在著一些問題，但隨著該技術的進一步深入研究和發展，其在航空制造業中發揮的作用會變得越來越明顯。