飛機柔性裝配方法在飛機裝配中的應用探討

李婉麗

摘 要：隨著我國飛機制造業數字化工程的發展、應用和新機型的研制，已有的裝配工裝設計制造模式已經不能滿足現代飛機制造技術的發展需求。所以，必須結合我國國情，研制出新的數字化柔性裝配工裝系統。文章主要從飛機數控柔性多點型架裝配原理出發，分析了飛機柔性裝配技術應用，希望能為飛機裝配提供參考。

關鍵詞：飛機柔性裝配方法；飛機裝配；應用

飛機柔性裝配技術是對于飛機需求迅速研制相適應用，成本低，可以模塊化裝配的一種飛機裝配技術，是指在電子和自動化技術基礎上發展起來的，集數字化和自動化為一體，將飛機裝配模擬應用在飛機制造過程中，以此提升飛機裝配的精確度。柔性裝配技術和傳統飛機裝配技術相比，有效解決了固定和剛性不足的問題，讓裝配變成自動化和數字化，起到良好的裝配效果。柔性裝配技術最早出現在播音飛機裝配中，借助柔性裝配技術，使用三維模擬方式對飛機進行預裝配與并行工程，不僅提升了飛機裝配速度，還減少了裝配成本。本文主要從飛機數控柔性裝配方法入手，探討了飛機柔性裝配方法在飛機裝配中的應用。

一、飛機數控柔性多點型架裝配原理

飛機數控柔性多點型架是對柔性工裝技術進行研究的基礎上，根據我國目前飛機裝配的具體情況，將國外先進的柔性工裝技術觀念與我國已有的飛機裝配工藝有效結合起來，讓傳統型架中固定卡板定位支點數控調整重構，按照壁板組件和壁板對應卡板的數模，以此整合數據，確保數字控制卡板定位支點移動到位，達到飛機型架卡板定位整個過程數字量傳遞的目的。數控柔性多點型架是在已有剛性型架結構的基礎上，加多16個可重構調形單元，在可重構調形單元上增加卡板定位支點，通過在豎直方向與水平方向的運動對可重構調形單元進行準確控制，達到卡板定位支點準確重構調形，充分利用裝配型構架作用，確保完成多個壁板類組件的裝配。可重構調形單元結構主要是由伺服電機驅動齒輪和齒條傳動機構，達到水平方向移動調形的目標，而豎直方向移動調形由伺服電機驅動滾珠絲杠機構，實現水平方向移動調形。數控柔性多點型架的流程主要是在CATIA軟件中通過完成壁板類組件和對應的卡板的設計，建立數控柔性多點型架的三維數字樣機，并進行預裝配，對卡板定位關鍵點進行提取，建立一個裝配關鍵點的CATIA數模，利用調形計算機軟件來分析計算CATIA數模，自動生成數控代碼，以此獲取數控柔性多點型架控制軟件系統，最后傳輸到數控型架控制軟件系統中，讓NCFF控制軟件運行指令代碼，卡板定位支點移動到位后，對卡板進行安裝和裝配，完成調形。在飛機整個運行過程中數控柔性多點型架的應用實現了調形定位數據全數字量傳遞目標，提升系統定位精確度。

二、飛機柔性裝配技術應用

1.大部件裝配

隨著裝配技術的產生、利用，已有的飛機柔性裝配技術逐漸轉變成自動化、模塊化和數字化裝配工裝、定位、離線編程仿真軟件，這些技術的應用，提升了飛機機身裝配的質量。例如在飛機裝配過程中，可使用分散模式對機身結構進行環形裝配工裝，利用新的數字定位技術替換已有的機械定位工作，從原本人工裝配模式轉變成數字化裝配模式，以此提升機身質量。

2.定位打孔

飛機柔性裝配定位技術主要是利用數字檢測設備對飛機進行定位裝配的，飛機柔性裝配定位技術的應用通過精密的數字測量設備，能夠自行定位，但是，由于效率較低，通常應用在研發機型上。而飛機裝配的制孔使用柔性制孔技術，目的是為了提升飛機裝配的質量、效率，自動化制孔技術在飛機制孔技術中的應用，可以批量化生產大型結構配件，具有較高的生產效率和質量，特別是在現代飛機制造業中加工較為困難的材料，例如復合材料和鈦合金等，自動化制孔技術的應用，能夠有效解決飛機制孔難度大的問題，一次提升飛機裝配的質量和效率，確保符合標準要求。

3.柔性對接

飛機在進行總裝過程中，應用飛機柔性裝配技術，讓已有的飛機固定裝配向數字控制柔性配置技術轉變，連接飛機托架和機身，達到對飛機機身的自動化調整效果。例如在總裝階段，可借助數字化控制的飛機柔性配裝方式改變原來固定的裝配，改由數字控制柔性裝配技術進行，使用數字控制千斤頂和先進測量定位設備組成數字柔性裝配對接平臺，按照實際需要精確控制飛機的動作，提升定位精確度、和可控性，有效應用在各種尺寸的飛機裝配中，通過數字柔性裝配技術對接平臺，提升飛機裝配質量和效率。數字柔性裝配技術對接平臺在國外大型飛機制造廠商中得到廣泛應用，定位模式主要包括以下幾點：第一，柱式結構。該定位結構模式和Pogo柱模式比較相似，能夠達到飛機定位與支撐的效果，每一臺定位裝置主要利用伺服控制系統對X/Y/Z的三個方向進行控制，通過在飛機制造過程中使用幾臺柱式結構定位模式就可以達到飛機大部段的準確定位。第二，塔式結構。該結構和柱式結構相比較，在承重力方面具有較大的優勢，主要是使用伸縮臂側面調整模式進行操控，可操控性較強。第三，混合定位方式。該定位模式主要應用在787飛機裝配中，和柱式結構、塔式結構相比，混合定位方式可通過托架連接裝置機身，以此自動化調整飛機機體，無需人工操作，并且受力均勻，適用于機體大型復合材料的裝配中。

4.數字化測量裝配

在飛機裝配柔性技術中，大部分是依靠數字化定位測量方式對位置進行精確定位，以此精確測量相應數據。例如在對位置進行定位測量過程中，通常情況下，使用飛機柔性裝配測量系統中的兩種測量方式：激光跟蹤測量和室內GPS測量進行，其中激光跟蹤測量系統特點具有高精度、測量范圍大及機動性強；而室內GPS測量由于受大部件范圍空間定位的細致，只能在室內建立空間坐標系統，方可進行定位測量。

三、結語

綜上所述，飛機柔性裝配技術的開發、應用作為國內外大型飛機制造廠商較為常見的一種技術，要想充分利用自身優勢，必須分析了解影響因素，借助數字化技術測量，進行大部件裝配，使用制定化定位制孔，在飛機總裝過程中利用柔性對接技術，自動調整飛機機身，以此提升飛機裝配的質量和效率。

參考文獻：

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