文档介绍：? 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. :1007-1385(2009)03-0001-04飞机薄壁组件数字化柔性装配研究秦政琪范振伟(沈阳航空工业学院,辽宁沈阳110136)摘要:通过对飞机装配、飞机数字化柔性装配的分析,提出了飞机薄壁组件数字化柔性装配方法。结合国内外飞机数字化柔性装配的现状,着重对飞机薄壁组件的钣金蒙皮曲面上点的6个自由度定位以及数字化柔性装配系统的算法进行了分析和论证,为飞机薄壁组件数字化柔性装配提供一条敏捷化、精益化的生产思路。关键词:飞机装配;数字化柔性装配;飞机薄壁组件中图分类号:V415文献标识码:A飞机装配是一个极为复杂的生产过程,是保证飞机质量的最后工序。装配型架设计和制造是飞机制造的准备阶段。在传统制造过程中,生产准备周期往往占整个制造周期的50%~70%[1]。飞机装配型架是飞机制造过程中必不可少的工艺装备,其设计制造周期及精度极大地影响着飞机制造周期和产品品质[2]。现有装配型架采用刚性结构,而且一套型架只能用于一个装配对象,飞机生产准备过程中需制造大量的装配型架。由于尺寸大,结构复杂,因此,装配型架的制造周期长,成本高,而且占地面积大[3]。飞机机体的装配准确度,直接影响到飞机的使用性能和生产及使用的互换性。因此保证飞机机体的装配准确度,是飞机装配工作(包括装配型架的设计和制造工作)的主要任务[4]。飞机数字化柔性装配是指以飞机产品数字化为基础的一套装配工装———装配型架能够完成二个或二个以上产品装配功能的制造技术,实现飞机装配的多用途任务,提高产品装配的质量,缩短产品工装的设计和制造周期。柔性装配的特点是以数字化为基础,以自动化为依托,以敏捷化为目标的柔性化精确装配技术。制造技术的发展方向应该是快速、高效、精确、长寿命、高可靠性以及低成本的绿色制造[5]。柔性化装配技术正是适应了制造技术的发展,成为提高航空装配制造技术的手段。收稿日期:2009-01-20作者简介:秦政琪(1974-),男,辽宁大连人,副教授,主要研究方向:航空制造工艺,E-mail:qinzhengqi1974@。1国内外数字化柔性装配现状国外在柔性化工装设计制造技术研究和应用比国内起步要早很多,其数字化制造和自动化装配技术以及柔性工装已广泛应用于飞机零部件的制造过程。在F-35的研制与生产过程中,洛克希德·马丁公司采用了大量基于数字量协调的模块化柔性装配工艺系统,该系统包括柔性装夹、柔性制孔和铆接等,缩短了飞机装配制造周期的2/3,工艺装备由350个减少到19个[6]。如图1飞机壁板柔性装配工装是一种国外航空制造采用的多点阵成形真空吸附式万能柔性工装系统,它是一组带真空吸盘的立柱阵列,模块化的立柱可由程序控制三维移动到空间任何位置予以定位,生成与装配件曲面完全符合并均匀分布的吸附点阵,能精确和牢固地夹持壁板以便完成钻孔、铆接和铣切等装配工作。当壁板外形发生变化时,工装外形和布局自动进行调整,通过改变定位和夹紧位置,可以适应不同的零部件结构和定位装夹要求,从而降低了综合成本,也缩短了工装准备周期和产品的研制周期。类似的柔性装配工装还用于翼梁、升降舵、机身的柔性装配和环铆系统中[7]。随着计算机技术及数字化技术的发展,国内多数航空制造企业及科研单位在数字化工装设计上做了部分研究工作[4-5]。成都飞机工业公司利用三维数字化模型,应用自行开发的工装设计CATFix系统,在飞机设计阶段就开始进行产品部件和工装型架的设计,实现并行工程,? 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 化柔性装配系统型架设计的专业化程度大大提高,设计周期缩短了50%-65%。哈飞也引进了柔性夹持的复合材料铣切设备,并得到了应用。但是目前国内针对数字化柔性装配的研究应用还较少。2基于数字化的飞机薄壁组件柔性装配现代飞机蒙皮主要以铝制壁板为主,它要满足质量最轻化,这就要求作为飞机蒙皮的钣金件的厚度在具有足够的强度、刚度和疲劳性能的前提下,应达到尽可能的薄,因此也导致壁板类零部件的装配难度较大。飞机薄壁组件是指飞机蒙皮类钣金部件,也可称作飞机薄壁组件。飞机薄壁组件的数字化柔性装配的主要问题是如何解决薄壁曲面的定位,即如何定位曲面上的点。3点拟合曲面的数学模型作为飞机蒙皮的曲面种类繁多、形状复杂,