【中國機床商務網】導讀：數字化柔性裝配是建立在計算機數字信息處理平臺上的融合飛機的全數字量協調體系，應用計算機信息技術.數字控制技術，采用各種數控裝配工具，實現自動化夾持、制孔、鉚接和無縫校準對接，完成組件、部件和機身的裝配連接等的綜合性系統工程。
　　
　　柔性裝配技術能適應飛機部件品種規格、批量、裝配工藝、場地和時間的變化要求，在有限的場地內快速完成裝配任務，達到、、低成本、節省時間。*的飛機柔性裝配技術是保證飛機部件和飛機整體性能的關鍵技術之一。飛機裝配有如下特點。
　　
　　(1)大量薄壁板零件存在彈性變形，但還要保證飛機嚴格的氣動外形；
　　
　　(2)結構復雜、零件和連接件數量巨大；
　　
　　(3)需用特殊的工藝裝備來保證裝配的準確度；
　　
　?。?）技術涵蓋面寬，需要管理的信息量大。
　　
　　飛機的數字化柔性裝配是一項系統工程，其數字技術貫穿于飛機裝配的全過程，計算機信息技術占有很重要的地位。數字化柔性裝配技術的應用是當前國內外飛機制造業數字化制造的大趨勢，不僅能夠克服傳統飛機制造（模線_樣板法）模擬量協調體系下裝配工裝應用單一、制造周期長、制造費用高、協調需要大量實物工裝等缺點，而且，通過與自動化制孔設備、數控鉆鉚機或自動鉚接設備和工業機器人等自動化設備的集成，可以組成數字化柔性裝配系統。
　　
　　飛機的裝配一般分為4個階段：裝配設計、裝配準備、裝配進行、裝配測試，各個階段有相應的關鍵技術來支撐，確保整個飛機裝配的和高質量。
　　
　　1、飛機裝配工藝技術
　　
　　飛機裝配工藝技術是研究飛機裝配的基本結構的技術，如機翼、蒙皮壁板和機身等，對幾種裝配構建模式進行分析，如蒙皮封裝、長桁類零件、隔板懸掛導軌流水線、氣動工具、可重構模塊工裝、模塊化子裝配系統和直接作用機翼箱體等。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了3種關鍵特征：
　　
　　•產品關鍵特征（PKCs)
　　
　　產品的幾何特性和材料屬性，此特征極大地影響產品的性能、功能和裝配成形。
　　
　　•裝配關鍵特征（AKCs)
　　
　　產品、工具、夾具裝配階段的特征，此特征極大地影響下一個裝配過程的產品關鍵特征的實現。
　　
　　•制造關鍵特征（MKCs)
　　
　　制造過程參數或工件工裝特性，此特征極大地影響零件特性層面的產品或裝配過程關鍵特征的實現。
　　
　　2、柔性裝配工裝技術
　　
　　飛機在進行裝配前必須進行部件的固定，以保持良好的飛機動力學外形，這一切要靠工裝來實現，所以工裝技術是飛機裝配技術的基礎。按裝配工裝的結構和性能可分為：常規工裝、模塊工裝、柔性工裝、CNC控制工裝。
　　
　　多點成形技術是柔性工裝設計的基礎，其基本思想是采用離散的點來擬合飛機裝配部件的三維型面，即以點代面。采用柔性工裝，可以使飛機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。利用它的可重構性，一套柔性工裝可以裝配多種飛機零件。
　　
　　固定飛機薄壁板蒙皮一般采用2種工裝形式，一種是X、F平面固定點陣式靜態工裝，另一種是行列可移動式動態工裝。兩者的基本元件是長度可調節的支撐夾持單元，其高度位置采用數控伺服進行控制，zui終使工裝系統呈工件理論外形分布。
　　
　　柔性工裝系統由許多高度可調節的支撐單元組成，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的裝配部件，夾持力必須是可調的，其夾持狀態的打開、關閉必須通過計算機的程序控制，以適應不同的飛機壁板類裝配件。
　　
　　3、激光跟蹤測量技術
　　
　　在飛機裝配的準備階段，裝配部件和裝配工裝系統的位置測量的準確性直接影響飛機裝配的成敗。飛機的裝配部件尺寸大，結構復雜，不易采用三維位置測量。激光跟蹤測量系統是解決這一難題的手段。它具有測量精度高、測量尺寸大、安裝操作方便、可移動等優點，可廣泛應用干飛機的裝配工作中。
　　
　　激光跟蹤定位測量系統可以通過以太網與系統計算機相連，由激光跟蹤定位系統測量裝夾后的裝配部件的一些基準點，獲得的測量數據經過處理單元處理后，直接反饋到系統計算機，計算機再對實際裝配位置與數學模型的位置進行比較，獲得部件裝配位置的修正值。這樣就可以將部件數學模型與其實際裝配位置統一起來，確定裝配參考坐標系。
　　
　　4、計算機數字控制技術
　　
　　計算機數字控制技術是飛機實現數字化柔性裝配的基礎，它將完成飛機裝配過程中所需各種運動部件的定位和制孔、鉚接，實現工裝系統對飛機裝配部件的可靠固定，保證飛機裝配外形與數字化樣機的一致性。柔性裝配系統包括面向裝配的設計系統、工藝數據準備系統、人機界面、軸和邏輯控制、三維激光測量、制孔鉚接單元、移動定位平臺、緊固件送料單元和柔性工裝系統等。
　　
　　飛機柔性裝配的電氣控制是一種典型的網絡化數字控制系統，采用了TCP/IP工業以太網和現場總線技術。飛機柔性裝配電氣控制系統的上層有面向裝配的飛機設計系統和裝配工藝數據準備系統。下層有移動定位平臺、工裝系統、制孔鉚接單元等。移動定位平臺本身是一個五坐標伺服控制裝置，而柔性工裝系統采用了更多的位置伺服軸，少則幾十根，多則上百根。這種系統是信息技術.驅動技術、自動化技術、邏輯控制.過程控制的融合體。
　　
　　5、機器人全閉環定位技術
　　
　　在飛機裝配中引人機器人可以提高裝配系統的靈活性和可達性，配合各種終端執行器可以實現各種不同的裝配作業，如自動化鉆孔和鉚接。但由于機器人的定位屬于半閉環控制，定位精度不高，不適應飛機裝配中高精度制孔。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算機和機器人集成起來，實時快速監視機器人的空間位置方向，確定機器人的三維位置，達到機器人全閉環控制的效果。這樣就大幅度提高了機器人的定位精度，其全工作空間精度可達到0.05mm，完勝任飛機的.
　　
　　6、移動定位平臺技術
　　
　　移動定位平臺用于安放制孔鉚接單元，實現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，應具有良好的剛度。在滿足系統功能的前提下，盡可能考慮裝配部件的尺寸對系統結構性能的影響。定位平臺一般需要5個自由度以上。
　　
　　7、裝配仿真控制技術
　　
　　飛機柔性裝配的過程復雜，有工裝、制孔、鉚接、送料等裝置的參與，大部分的裝配路徑復雜，裝配面不開敞，所以在飛機部件正式裝配之前，必須對飛機裝配的全過程進行必要的仿真和校驗，以檢查自動化裝配過程的準確度和可靠性，保證裝配的*。裝配仿真系統應具有如下功能：
　　
　　(1)設備對象特征建模；
　　
　　(2)運動軌跡建模；
　　
　　(3)數控程序后置處理；
　　
　　(4)動態三維仿真；
　　
　　(5)碰撞干涉檢查。
　　
　　一般，仿真系統輸入的數據包括飛機構件三維數學模型、柔性工裝模型、裝配工藝參數、裝配特征樹等數據。
　　
　　經過該仿真系統處理，將產生裝配全過程的三維動態仿真，柔性工裝支撐夾持單元的種類、布局及它們的調節位置高度數據，生成裝配過程控制程序，顯示裝配工裝系統的生成時間\飛機部件的裝配時間以及裝配操作性、安全性的檢查評估報告。裝配仿真控制技術是飛機柔性裝配系統的數字化支撐平臺技術，可保證裝配系統的高柔性、高可靠性、率等性能的zui大限度的發揮。