【中國機(jī)床商務(wù)網(wǎng)】導(dǎo)讀：數(shù)字化柔性裝配是建立在計(jì)算機(jī)數(shù)字信息處理平臺(tái)上的融合飛機(jī)的全數(shù)字量協(xié)調(diào)體系，應(yīng)用計(jì)算機(jī)信息技術(shù).數(shù)字控制技術(shù)，采用各種數(shù)控裝配工具，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化夾持、制孔、鉚接和無縫校準(zhǔn)對(duì)接，完成組件、部件和機(jī)身的裝配連接等的綜合性系統(tǒng)工程。
　　
　　柔性裝配技術(shù)能適應(yīng)飛機(jī)部件品種規(guī)格、批量、裝配工藝、場(chǎng)地和時(shí)間的變化要求，在有限的場(chǎng)地內(nèi)快速完成裝配任務(wù)，達(dá)到、、低成本、節(jié)省時(shí)間。*的飛機(jī)柔性裝配技術(shù)是保證飛機(jī)部件和飛機(jī)整體性能的關(guān)鍵技術(shù)之一。飛機(jī)裝配有如下特點(diǎn)。
　　
　　(1)大量薄壁板零件存在彈性變形，但還要保證飛機(jī)嚴(yán)格的氣動(dòng)外形；
　　
　　(2)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零件和連接件數(shù)量巨大；
　　
　　(3)需用特殊的工藝裝備來保證裝配的準(zhǔn)確度；
　　
　?。?）技術(shù)涵蓋面寬，需要管理的信息量大。
　　
　　飛機(jī)的數(shù)字化柔性裝配是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，其數(shù)字技術(shù)貫穿于飛機(jī)裝配的全過程，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)占有很重要的地位。數(shù)字化柔性裝配技術(shù)的應(yīng)用是當(dāng)前國內(nèi)外飛機(jī)制造業(yè)數(shù)字化制造的大趨勢(shì)，不僅能夠克服傳統(tǒng)飛機(jī)制造（模線_樣板法）模擬量協(xié)調(diào)體系下裝配工裝應(yīng)用單一、制造周期長(zhǎng)、制造費(fèi)用高、協(xié)調(diào)需要大量實(shí)物工裝等缺點(diǎn)，而且，通過與自動(dòng)化制孔設(shè)備、數(shù)控鉆鉚機(jī)或自動(dòng)鉚接設(shè)備和工業(yè)機(jī)器人等自動(dòng)化設(shè)備的集成，可以組成數(shù)字化柔性裝配系統(tǒng)。
　　
　　飛機(jī)的裝配一般分為4個(gè)階段：裝配設(shè)計(jì)、裝配準(zhǔn)備、裝配進(jìn)行、裝配測(cè)試，各個(gè)階段有相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)來支撐，確保整個(gè)飛機(jī)裝配的和高質(zhì)量。
　　
　　1、飛機(jī)裝配工藝技術(shù)
　　
　　飛機(jī)裝配工藝技術(shù)是研究飛機(jī)裝配的基本結(jié)構(gòu)的技術(shù)，如機(jī)翼、蒙皮壁板和機(jī)身等，對(duì)幾種裝配構(gòu)建模式進(jìn)行分析，如蒙皮封裝、長(zhǎng)桁類零件、隔板懸掛導(dǎo)軌流水線、氣動(dòng)工具、可重構(gòu)模塊工裝、模塊化子裝配系統(tǒng)和直接作用機(jī)翼箱體等。該研究提出了幾何特征分類法，具體有外形控制、輪廓控制、方向控制、避讓控制、定位控制等?？偨Y(jié)了3種關(guān)鍵特征：
　　
　　•產(chǎn)品關(guān)鍵特征（PKCs)
　　
　　產(chǎn)品的幾何特性和材料屬性，此特征極大地影響產(chǎn)品的性能、功能和裝配成形。
　　
　　•裝配關(guān)鍵特征（AKCs)
　　
　　產(chǎn)品、工具、夾具裝配階段的特征，此特征極大地影響下一個(gè)裝配過程的產(chǎn)品關(guān)鍵特征的實(shí)現(xiàn)。
　　
　　•制造關(guān)鍵特征（MKCs)
　　
　　制造過程參數(shù)或工件工裝特性，此特征極大地影響零件特性層面的產(chǎn)品或裝配過程關(guān)鍵特征的實(shí)現(xiàn)。
　　
　　2、柔性裝配工裝技術(shù)
　　
　　飛機(jī)在進(jìn)行裝配前必須進(jìn)行部件的固定，以保持良好的飛機(jī)動(dòng)力學(xué)外形，這一切要靠工裝來實(shí)現(xiàn)，所以工裝技術(shù)是飛機(jī)裝配技術(shù)的基礎(chǔ)。按裝配工裝的結(jié)構(gòu)和性能可分為：常規(guī)工裝、模塊工裝、柔性工裝、CNC控制工裝。
　　
　　多點(diǎn)成形技術(shù)是柔性工裝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，其基本思想是采用離散的點(diǎn)來擬合飛機(jī)裝配部件的三維型面，即以點(diǎn)代面。采用柔性工裝，可以使飛機(jī)裝配型架制造周期大大縮短，并可取代大部分固定裝配型架。利用它的可重構(gòu)性，一套柔性工裝可以裝配多種飛機(jī)零件。
　　
　　固定飛機(jī)薄壁板蒙皮一般采用2種工裝形式，一種是X、F平面固定點(diǎn)陣式靜態(tài)工裝，另一種是行列可移動(dòng)式動(dòng)態(tài)工裝。兩者的基本元件是長(zhǎng)度可調(diào)節(jié)的支撐夾持單元，其高度位置采用數(shù)控伺服進(jìn)行控制，zui終使工裝系統(tǒng)呈工件理論外形分布。
　　
　　柔性工裝系統(tǒng)由許多高度可調(diào)節(jié)的支撐單元組成，其定位支撐體可以安裝不同的操作頭，以滿足不同的部件固定要求。為了可靠支撐夾持飛機(jī)的裝配部件，夾持力必須是可調(diào)的，其夾持狀態(tài)的打開、關(guān)閉必須通過計(jì)算機(jī)的程序控制，以適應(yīng)不同的飛機(jī)壁板類裝配件。
　　
　　3、激光跟蹤測(cè)量技術(shù)
　　
　　在飛機(jī)裝配的準(zhǔn)備階段，裝配部件和裝配工裝系統(tǒng)的位置測(cè)量的準(zhǔn)確性直接影響飛機(jī)裝配的成敗。飛機(jī)的裝配部件尺寸大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易采用三維位置測(cè)量。激光跟蹤測(cè)量系統(tǒng)是解決這一難題的手段。它具有測(cè)量精度高、測(cè)量尺寸大、安裝操作方便、可移動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用干飛機(jī)的裝配工作中。
　　
　　激光跟蹤定位測(cè)量系統(tǒng)可以通過以太網(wǎng)與系統(tǒng)計(jì)算機(jī)相連，由激光跟蹤定位系統(tǒng)測(cè)量裝夾后的裝配部件的一些基準(zhǔn)點(diǎn)，獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)經(jīng)過處理單元處理后，直接反饋到系統(tǒng)計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)再對(duì)實(shí)際裝配位置與數(shù)學(xué)模型的位置進(jìn)行比較，獲得部件裝配位置的修正值。這樣就可以將部件數(shù)學(xué)模型與其實(shí)際裝配位置統(tǒng)一起來，確定裝配參考坐標(biāo)系。
　　
　　4、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)
　　
　　計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)是飛機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化柔性裝配的基礎(chǔ)，它將完成飛機(jī)裝配過程中所需各種運(yùn)動(dòng)部件的定位和制孔、鉚接，實(shí)現(xiàn)工裝系統(tǒng)對(duì)飛機(jī)裝配部件的可靠固定，保證飛機(jī)裝配外形與數(shù)字化樣機(jī)的一致性。柔性裝配系統(tǒng)包括面向裝配的設(shè)計(jì)系統(tǒng)、工藝數(shù)據(jù)準(zhǔn)備系統(tǒng)、人機(jī)界面、軸和邏輯控制、三維激光測(cè)量、制孔鉚接單元、移動(dòng)定位平臺(tái)、緊固件送料單元和柔性工裝系統(tǒng)等。
　　
　　飛機(jī)柔性裝配的電氣控制是一種典型的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字控制系統(tǒng)，采用了TCP/IP工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。飛機(jī)柔性裝配電氣控制系統(tǒng)的上層有面向裝配的飛機(jī)設(shè)計(jì)系統(tǒng)和裝配工藝數(shù)據(jù)準(zhǔn)備系統(tǒng)。下層有移動(dòng)定位平臺(tái)、工裝系統(tǒng)、制孔鉚接單元等。移動(dòng)定位平臺(tái)本身是一個(gè)五坐標(biāo)伺服控制裝置，而柔性工裝系統(tǒng)采用了更多的位置伺服軸，少則幾十根，多則上百根。這種系統(tǒng)是信息技術(shù).驅(qū)動(dòng)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、邏輯控制.過程控制的融合體。
　　
　　5、機(jī)器人全閉環(huán)定位技術(shù)
　　
　　在飛機(jī)裝配中引人機(jī)器人可以提高裝配系統(tǒng)的靈活性和可達(dá)性，配合各種終端執(zhí)行器可以實(shí)現(xiàn)各種不同的裝配作業(yè)，如自動(dòng)化鉆孔和鉚接。但由于機(jī)器人的定位屬于半閉環(huán)控制，定位精度不高，不適應(yīng)飛機(jī)裝配中高精度制孔。近年來，由于采用了嵌人式控制方法，三維激光跟蹤儀可以通過計(jì)算機(jī)和機(jī)器人集成起來，實(shí)時(shí)快速監(jiān)視機(jī)器人的空間位置方向，確定機(jī)器人的三維位置，達(dá)到機(jī)器人全閉環(huán)控制的效果。這樣就大幅度提高了機(jī)器人的定位精度，其全工作空間精度可達(dá)到0.05mm，完勝任飛機(jī)的.
　　
　　6、移動(dòng)定位平臺(tái)技術(shù)
　　
　　移動(dòng)定位平臺(tái)用于安放制孔鉚接單元，實(shí)現(xiàn)制孔鉚接單元的位置和沿蒙皮法線方向的定位，解決大尺寸空間的定位，應(yīng)具有良好的剛度。在滿足系統(tǒng)功能的前提下，盡可能考慮裝配部件的尺寸對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性能的影響。定位平臺(tái)一般需要5個(gè)自由度以上。
　　
　　7、裝配仿真控制技術(shù)
　　
　　飛機(jī)柔性裝配的過程復(fù)雜，有工裝、制孔、鉚接、送料等裝置的參與，大部分的裝配路徑復(fù)雜，裝配面不開敞，所以在飛機(jī)部件正式裝配之前，必須對(duì)飛機(jī)裝配的全過程進(jìn)行必要的仿真和校驗(yàn)，以檢查自動(dòng)化裝配過程的準(zhǔn)確度和可靠性，保證裝配的*。裝配仿真系統(tǒng)應(yīng)具有如下功能：
　　
　　(1)設(shè)備對(duì)象特征建模；
　　
　　(2)運(yùn)動(dòng)軌跡建模；
　　
　　(3)數(shù)控程序后置處理；
　　
　　(4)動(dòng)態(tài)三維仿真；
　　
　　(5)碰撞干涉檢查。
　　
　　一般，仿真系統(tǒng)輸入的數(shù)據(jù)包括飛機(jī)構(gòu)件三維數(shù)學(xué)模型、柔性工裝模型、裝配工藝參數(shù)、裝配特征樹等數(shù)據(jù)。
　　
　　經(jīng)過該仿真系統(tǒng)處理，將產(chǎn)生裝配全過程的三維動(dòng)態(tài)仿真，柔性工裝支撐夾持單元的種類、布局及它們的調(diào)節(jié)位置高度數(shù)據(jù)，生成裝配過程控制程序，顯示裝配工裝系統(tǒng)的生成時(shí)間\飛機(jī)部件的裝配時(shí)間以及裝配操作性、安全性的檢查評(píng)估報(bào)告。裝配仿真控制技術(shù)是飛機(jī)柔性裝配系統(tǒng)的數(shù)字化支撐平臺(tái)技術(shù)，可保證裝配系統(tǒng)的高柔性、高可靠性、率等性能的zui大限度的發(fā)揮。