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摘要：飞机数字化柔性装配技术是一种能适应飞机快速研制、生产、制造低成本化、工装设备模块化及可重组化要求的先进装配技术。鉴于此，笔者就飞机壁板装配柔性工装设计与优化技术进行相关探讨，仅供参考。
关键词：壁板装配；柔性工装设计；静应力分析
1飞机壁板柔性工装结构设计
飞机壁板柔性装配工装采用框架结构，框架横梁上有导轨，导轨上装有移动滑块，可调形卡板支架装在移动滑块上，壁板卡板在框架内沿滑动导轨滑动。卡板可成组拆换，其上装有真空吸盘；移动支架通过数字化控制装置控制沿滑轨移动到对应壁板的相应位置，将壁板卡板锁死固定。壁板蒙皮采用耳片孔定位，定位器设置在定位条上，定位条针对不同曲率的壁板具有可拆卸更换，不同曲率的壁板配有不同的成组卡板，且卡板上带有壁板夹紧装置，以防止由于真空吸盘故障而造成壁板脱落，吸盘吸附壁板贴合在卡板上，通过数字测量，检查壁板的定位满足工艺需求。
2飞机壁板装配柔性工装柔性化体现
壁板装配柔性工装柔性化的具体体现形式在于定位的柔性化、夹紧固持柔性化且一套工装能实现不同型号产品的装配。第一，该壁板装配工装能够通过更换定位条和壁板卡板实现不同壁板位置的定位和外形的定位，卡板的位置可有控制系统控制伺服电机通过齿轮齿条啮合带动卡板沿框架移动，结合激光跟踪仪等数字化测量技术实现卡板定位支点精确重构调形，实现了壁板的定位有传统的模拟量控制向数字化精确控制的飞机装配制造模式转变；第二，该壁板装配工装不仅可以通过更换不同的卡板，基于DA孔装配工艺来实现不同壁板的装配，也能通过可移动型架的移动实现如翼盒和垂尾等以骨架外形为基准的产品的装配。首先将壁板采用耳片定位并用外形卡板上的吸盘固定，壁板的外形面与吸盘的定位面贴合，即壁板达到理论外形状态，然后以34骨架外形为基准，将壁板型架沿轨道向骨架外形推进，在推进的过程中，翼盒骨架某些部位将首先接触壁板，这时继续移动壁板工装，这样将导致该处壁板顶向吸盘后推，直至壁板完全与骨架贴合，即使定位达到装配容差要求。这样可以解决由于零件制造精度问题而造成的产品与骨架之前间隙过大的问题。
3数字化柔性工装设计的关键技术
（1）MBD技术
MBD基于模型的数字化定义的简称，是一个用集成的三维实体模型来完整表达产品定义信息的方法体，它详细规定了三维实体模型中产品尺寸，公差的标注规则和工艺信息的表达方法，是将飞机产品设计过程中所需的工艺信息，工装设计信息，产品、工装零部件加工信息，装配工艺规范，工艺文件编制规范，检测数据等信息的集成，使飞机产品设计过程中上下游环节所有信息都保持协调一致，实现了数字化传递。
（2）基于MBD的数字标工协调技术
数字标工是包含产品某些部位的几何形状和尺寸的数学模型，可以是工程数模，也可以是增加了必要工艺信息的工装数模，是作为制造、检验和协调生产用工艺装备的数字量标准，是保证生产用工艺装备之间、产品部件和组件之间的尺寸和形状协调互换的重要依据。使用数字标工不仅减少了实体标工模拟量传递过程中不可避免的误差积累，同时也大大减少了实体标工的数量，节省了大量的实体标工的制造费用和维护费用。
（3）基于MBD的数字化检测技术
新一代数字化测量技术要求测量的标准体系模式、公差及其不确定度等因素，在设计制造和检测各个阶段均应加以考虑。MBD技术的提出使基于数字化测量的装配检测技术得以广泛应用。基于MBD 的数字化测量过程，必须以MBD模型作为测量检查的数据规范。首先从MBD模型中提取测量要求、公差和数据分析等测量信息，进行计算机辅助测量规划，然后选择合适的测量设备进行测量，获取测量数据，进行测量数据分析、拟合与计算，进而对数字化测量过程的不确定度进行评估，并检测测量规划的合理性。
（4）数字化控制技术
柔性工装要求数控系统要有控制大量执行元件的能力，同时控制系统要具有开放性，增减伺服电机个数不会影响控制精度；柔性工装主要是通过控制定位点进行飞机部件的装配，因此要求工装最终的位置精度，而对运动轨迹精度的要求相对较低，只要不造成装配干涉就行；飞机装配集成化一体化的发展趋势要求工装控制系统能够适应多种总线拓扑结构，以便于与其他设备数控系统集成。
（5）自动化钻铆技术
现代大型飞机设计制造最显著额的特点就是尺寸大、高可靠性、高寿命、高效率等，同时飞机机体多使用复合材料以实现其轻量化、高强度结构的要求。因此，必须要求在飞机装配方面采用自动化钻铆技术，来保证飞机装配的质量，提高飞机机体抗疲劳的能力。
总之，飞机数字化、柔性化装配技术是一种能适应飞机快速研制、生产、制造低成本化、工装设备模块化及可重组化要求的先进装配技术。文章重点对飞机壁板装配柔性工装的设计及优化技术进行了详细的探讨，期望对同行能够有所裨益。
参考文献：
[1]胡玉龙，王仲奇，李西宁，康永刚.基于OPC的飞机数字化柔性装配语言系统[J].锻压装备与制造技术，2015，04.
关键词：壁板装配；柔性工装设计；静应力分析
1飞机壁板柔性工装结构设计
飞机壁板柔性装配工装采用框架结构，框架横梁上有导轨，导轨上装有移动滑块，可调形卡板支架装在移动滑块上，壁板卡板在框架内沿滑动导轨滑动。卡板可成组拆换，其上装有真空吸盘；移动支架通过数字化控制装置控制沿滑轨移动到对应壁板的相应位置，将壁板卡板锁死固定。壁板蒙皮采用耳片孔定位，定位器设置在定位条上，定位条针对不同曲率的壁板具有可拆卸更换，不同曲率的壁板配有不同的成组卡板，且卡板上带有壁板夹紧装置，以防止由于真空吸盘故障而造成壁板脱落，吸盘吸附壁板贴合在卡板上，通过数字测量，检查壁板的定位满足工艺需求。
2飞机壁板装配柔性工装柔性化体现
壁板装配柔性工装柔性化的具体体现形式在于定位的柔性化、夹紧固持柔性化且一套工装能实现不同型号产品的装配。第一，该壁板装配工装能够通过更换定位条和壁板卡板实现不同壁板位置的定位和外形的定位，卡板的位置可有控制系统控制伺服电机通过齿轮齿条啮合带动卡板沿框架移动，结合激光跟踪仪等数字化测量技术实现卡板定位支点精确重构调形，实现了壁板的定位有传统的模拟量控制向数字化精确控制的飞机装配制造模式转变；第二，该壁板装配工装不仅可以通过更换不同的卡板，基于DA孔装配工艺来实现不同壁板的装配，也能通过可移动型架的移动实现如翼盒和垂尾等以骨架外形为基准的产品的装配。首先将壁板采用耳片定位并用外形卡板上的吸盘固定，壁板的外形面与吸盘的定位面贴合，即壁板达到理论外形状态，然后以34骨架外形为基准，将壁板型架沿轨道向骨架外形推进，在推进的过程中，翼盒骨架某些部位将首先接触壁板，这时继续移动壁板工装，这样将导致该处壁板顶向吸盘后推，直至壁板完全与骨架贴合，即使定位达到装配容差要求。这样可以解决由于零件制造精度问题而造成的产品与骨架之前间隙过大的问题。
3数字化柔性工装设计的关键技术
（1）MBD技术
MBD基于模型的数字化定义的简称，是一个用集成的三维实体模型来完整表达产品定义信息的方法体，它详细规定了三维实体模型中产品尺寸，公差的标注规则和工艺信息的表达方法，是将飞机产品设计过程中所需的工艺信息，工装设计信息，产品、工装零部件加工信息，装配工艺规范，工艺文件编制规范，检测数据等信息的集成，使飞机产品设计过程中上下游环节所有信息都保持协调一致，实现了数字化传递。
（2）基于MBD的数字标工协调技术
数字标工是包含产品某些部位的几何形状和尺寸的数学模型，可以是工程数模，也可以是增加了必要工艺信息的工装数模，是作为制造、检验和协调生产用工艺装备的数字量标准，是保证生产用工艺装备之间、产品部件和组件之间的尺寸和形状协调互换的重要依据。使用数字标工不仅减少了实体标工模拟量传递过程中不可避免的误差积累，同时也大大减少了实体标工的数量，节省了大量的实体标工的制造费用和维护费用。
（3）基于MBD的数字化检测技术
新一代数字化测量技术要求测量的标准体系模式、公差及其不确定度等因素，在设计制造和检测各个阶段均应加以考虑。MBD技术的提出使基于数字化测量的装配检测技术得以广泛应用。基于MBD 的数字化测量过程，必须以MBD模型作为测量检查的数据规范。首先从MBD模型中提取测量要求、公差和数据分析等测量信息，进行计算机辅助测量规划，然后选择合适的测量设备进行测量，获取测量数据，进行测量数据分析、拟合与计算，进而对数字化测量过程的不确定度进行评估，并检测测量规划的合理性。
（4）数字化控制技术
柔性工装要求数控系统要有控制大量执行元件的能力，同时控制系统要具有开放性，增减伺服电机个数不会影响控制精度；柔性工装主要是通过控制定位点进行飞机部件的装配，因此要求工装最终的位置精度，而对运动轨迹精度的要求相对较低，只要不造成装配干涉就行；飞机装配集成化一体化的发展趋势要求工装控制系统能够适应多种总线拓扑结构，以便于与其他设备数控系统集成。
（5）自动化钻铆技术
现代大型飞机设计制造最显著额的特点就是尺寸大、高可靠性、高寿命、高效率等，同时飞机机体多使用复合材料以实现其轻量化、高强度结构的要求。因此，必须要求在飞机装配方面采用自动化钻铆技术，来保证飞机装配的质量，提高飞机机体抗疲劳的能力。
总之，飞机数字化、柔性化装配技术是一种能适应飞机快速研制、生产、制造低成本化、工装设备模块化及可重组化要求的先进装配技术。文章重点对飞机壁板装配柔性工装的设计及优化技术进行了详细的探讨，期望对同行能够有所裨益。
参考文献：
[1]胡玉龙，王仲奇，李西宁，康永刚.基于OPC的飞机数字化柔性装配语言系统[J].锻压装备与制造技术，2015，04.