国外飞机柔性装配技术
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国外飞机柔性装配技术
郭恩明：
中国一航北京航空制造工程研究所所
长兼党委书记．自然科学研究员，并
兼任总装备部先进制造技术专家组副
组长，中国航空学会常务理事、中国
复合材料学会副理事长、中国无损检
测学会理事、航空材料中心理事会理
事等职务。曾多次获得国家级科技进
步奖、部级科技进步奖和光华基金
奖。多次在型号研制中立功。１９９３年
享受政府特贴，１９９７年被授予中国航
空工业有突出贡献专家称号，２００２年
获国防科工委有突出贡献的中青年专
家称号、并入选国防科技工业“５１１人
才工程”高级管理人才
航空工业是国家经济建设和保卫国家安全的战略性产业，它的产品一—现代飞行器集当今多项高新技术于一体，被誉为现代科技之花。
２８航空制造技术－２００５年第９期北京航空制造工程研究所所长郭恩明
装配技术已经历了从手工装配、半机械／半自动化装
配、机械／自动化装配到柔性装配的发展历程。目前国
外蓬勃发展的柔性装配技术是一种能适应快速研制和生
产及低成本制造要求、设备和工装模块化可重组的先进
装配技术。它与数字化技术、信息技术相结合，形成了
自动化装配技术的一个新领域
经济发达国家把航空工业作为拉
动国民经济相关产业的支柱产业，得
到了持续的发展，同时也带动了其他
高新技术特别是高新制造技术的飞速
发展。
在航空产品（包括飞机、发动机
和机载设备等）的制造中，飞机装配
是将零件（或组件、部件）按照设计
和技术要求进行组合、连接形成高一
级的装配件或整机的过程。飞机装配
由于产品尺寸大、形状复杂、零件以
及连接件数量多，其劳动量占飞机制
造总劳动量的一半左右甚至更多，因
此经济发达国家对飞机装配技术十分
关注，并投入巨资进行研发。
迄今为止，装配技术已经历了从
手工装配、半机械／半自动化装配、
机械／自动化装配到柔性装配的发展
历程。社会的需求、市场竞争及相关
技术的不断发展，推动着装配技术不
断向更高水平演进。
目前国外蓬勃发展的柔性装配技
术是一种能适应快速研制和生产及低
成本制造要求、设备和工装模块化可
重组的先进装配技术。它与数字化技
术、信息技术相结合，形成了自动化
装配技术的一个新领域。柔性装配技
术的范畴很广，涵盖了柔性装配工
装、柔性制孔、装配系统、装配（含
装配工艺）设计、虚拟装配、装配集
成管理、数字化检测、面向柔性装配
的设计等技术领域。
本文仅从柔性装配工装、柔性制
孔、柔性装配系统、数字化检测技术
等几个方面就柔性装配技术在国外的
现状及发展做简要的介绍。
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柔性装配工装技术茎茬煮荔＿毳委茬磊至羞等
柔性装配工装是基于产品数字量由程序控制三维移动到空间
尺寸协调体系的、可重组的模块化、任何位置定位，生成与装配
自动化装配工装系统，其目的是免除件曲面完全符合并均匀分布
设计和制造各种产品（如飞机壁板、的吸附点阵，能精确和牢固
翼梁等）装配专用的传统装配型架／地夹持壁板以便完成钻孔、
夹具，从而降低了工装制造成本，缩铆接和铣切等装配工作。当
短工装准备周期，同时大幅度提高装壁板外形发生变化时，工装
飞机壁板柔性装配工装
配生产率。柔性装配工装在国外飞机外形和布局自动进行调整，
制造中体现得特别明显，典型的应用通过改变定位和夹紧位置，可以适应性工装近１０余年来国外的应用情况。有飞机壁板柔性装配工装、翼梁柔性不同的零部件结构和定位装夹要求，从表中可以看出，自上世纪９０年代初装配工装、水平安定面升降舵柔性装从而降低了综合成本，也缩短了工装开始，这种柔性工装技术已广泛应用配工装（空客飞机）、机身柔性装配工准备周期和产品的研制周期。类似的于戴姆勒一奔驰宇航、波音、麦道、装和总装用的柔性对接工装系统等。柔性装配工装还用于翼梁、升降舵、格鲁门、英宇航、ＣＡｓＡ、ＥＡＤｓ／空飞机壁板柔性装配工装是一种多机身的柔性装配和环铆系统中。表１客、庞巴迪宇航等公司军民用飞机的点阵成形真空吸附式万能柔性工装系列出了基于多点阵成形真空吸附式柔柔性装配和生产中。
表１国外航空航天装配领域多点阵成形真空吸附式柔性工装的部分应用情况时间（年）用户柔性工装用途
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１９９３渡音（ｗｌｅＨｌＴＡ，美圜）柔馕王装，具有３３６令夹持位翔％８仑可按鍪稼袖
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１９９６麦道也．转Ｅ轰ｅ馥，美强｝环形豢蛙互装，酝嚣镑扼系统（３套）
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１９９７簸姆勒一奔疑字貌（德辫≯激光表器处瑾
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２００５年第９期－航窄制造技术２９
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空客系列飞机机翼壁板柔性装配工装及壁板尺寸
柔性装配工装比较有特色的另一种形式是Ｅｌｅｃｔｒｏｉｍｐａｃｔ公司开发的、被称为“行列式高速柱阵”的柔性装配工装系统，它已广泛用于空客系列飞机的机翼壁板和波音公司大型军民用飞机翼梁的柔性装配生产中。在空客系列飞机机翼壁板柔性装配工装上可完成Ａ３３０／３４０、Ａ３１９／３２０／３２１、Ａ３００等系列飞机机翼壁板的装配，它具有模块化（ＲＲＳ特性）、数字化、自动化的特点。
在总装阶段，由于柔性装配技术的发展，传统的对接平台／精加工台已逐渐被由计算机控制的自动化千斤顶、激光跟踪定位系统、激光准直定位系统等组成的柔性对接平台所取代，并在波音、雷神等飞机公司得到推广应用。采用柔性对接平台，能使机体装配质量大幅度提高，以满足新一代飞机气动外形高准确度的要求；它能自动控制，且操作简便，缩短了３０航牵制造技术－２∞５年第９期装配时间；能够适应不同尺寸的机身
机翼结构，节省了装配工装的费用。
柔性制孔技术
现代产品特别是大型飞行器复杂
钻孔设备、便携式自动制孔系统等几
个方面。
机器人制孔应用得比较成熟，如
Ｆ一１６复合材料垂尾壁板利用辛辛那
提?米尔康Ｔ３机器人进行钻孔、Ｃ一
１３０飞机梁腹板用机器人进行自动制
孔、波音Ｆ／Ａ—１８Ｅ／Ｆ超级大黄蜂后
沿襟翼的ＯＮＣＥ（Ｏｎｅ—ＳｉｄｅｄｃｅＵｅｎｄ
ｅｆｆｅｃｔｏｒ）机器人制孔系统等。
机器人制孔的最前沿应用，包括
洛克希德?马丁公司的Ｆ一３５飞机碳
纤维环氧复合材料机翼上壁板制孔用
的大型龙门式钻孔系统（ＪＧＡＤＳ）。该
系统带有便携的、灵活、低成本且重
量轻的机器人，它使用激光定位系
统、电磁马达和“压脚”（ｐｒｅｓｓｕｒｅ
ｆｏｏｔ）进行精密钻孔，加快了装配过
程，并形成紧配合，产生的表面光滑，
间隙小，满足了Ｆ一３５飞机气动和耐
久性的要求。由于具有上述优势，Ｆ一
１６、Ｆ一２２、Ｆ～２和Ｔ一５０项目都对该
系统进行评估并准备用于相应的装配
作业。
自动化制孔系统对批量生产的大
型构件可以实现高效、高质量、低成
本的自动柔性制孔。
运载火箭阿丽亚娜５号在结构制
造过程中，通过使用两套自动制孔系
统，提高了生产能力和质量，改善了整体结构的采用，机体结
构长寿命、高质量、高效
率、气动等方面的要求，
使装配制孔比以往要求更
精、更严；同时，现代飞
行器机体结构材料中复合
材料、钛合金比重大幅度
上升等，这些都为飞行器
装配特别是大型飞行器的
装配采用自动化柔性制孔
提出了明显的需求。
国外飞行器结构所应
用的柔性自动化制孔技术
及其发展包括：机器人制
孔、自动制孔系统、柔性
制孔系统、并联机床柔性
与装配工装相集成的阿丽亚娜５号自动制孔系统
配有一种可重
组柔性工装的长桁
柔性制孔系统，可
适应不同种类和规
格长桁的自动化制
孔。
ＮｏｒｔｈｒＯｐ
Ｇｒｕｍｍａｎ公司为完
成Ｆ一３５机身的柔性
装配，设计并制造
了５种自动钻孔系长桁柔性制孔系统
统（ＡＤＳ），这些
工作条件并减少了零件总数。
波音公司Ｂ一７４７、Ｃ—１７等飞机机舱地板都采用了自动化制孔系统。过去，装配中所有难于进行点定位的部分，都要用固定夹具定位后手工制孔。而现在采用自动化制孔系统则可进行自动定位和制孔，大大缩短了流程时间，提高了制孔质量，并可节省体力劳动及工具成本。
自动制孔系统的最新发展是Ａ３８０第一阶段机翼壁板装配用的轻便式ＣＮＣ自动制孔设备ＧＲＡＷＤＥ（Ｇｅａｒｒｉｂａｕｔｏｍａｔｅｄｗｉｎｇｄｒｍｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）和ＨＡＷＤＥ（Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌａｕｔｏｍａｔｅｄｗｉｎｇｄｒｉｌｌｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）。ＧＲＡＷＤＥ的特点是能从可拆卸的底座分离，并可安装到装配工装的不同位置进行制孔。ＨＡＷＤＥ是一种卧式自动化机翼制孔系统，其独特性在于可以沿装配工装升降，并在不同位置上运行。最有特色的是该系统可以自动动态校正刀具轴，精度可以达到±１５０“ｍ。
柔性导轨模块式钻孔系统
（钻孔主轴已拆除）ＴＯＲＲＥＳＤＩＬＬＦ３５ＡＤＳ机床是ＣＮＣ
控制的六轴系统，它们构成了Ｆ一３５自
动化机身柔性装配系统的一部分。
制造与装配时，达到制孔自动化
同时又降低成本是极其重要的。因
此，低成本、柔性且满足高质量制孔
要求的便携式自动化制孔系统，与配
有大量刀具的复杂结构自动制孔系统
相比，极具竞争优势。波音公司开发
的ＦｌｅｘＴｒａｃｋ模块化柔性导轨制孔
系统正是属于此类。
柔性装配系统
先进装配技术的重要发展方向是
柔性装配系统。目前，世界航空发达
国家的飞机自动化装配技术已由单台
数控自动钻铆机和数控托架组成的自
动钻铆系统向柔性装配工装、柔性加
工单元、数控定位系统（包括
机器人）、柔性送料系统、视觉
系统和数字化检测系统等组
成的柔性装配系统发展。
目前国外发展的柔性装
配系统主要有柔性机翼壁板
装配系统、柔性翼梁装配系
统、复合材料升降舵柔性装配
系统、ＢＲ６ＴＪＥ机身壁板柔性
装配系统、机器人柔性装配系
统、机身柔性装配系统（如波
音的ＦＡＩＴ计划）等。
空客公司研发了系列飞机机翼壁
板柔性装配系统，用来实现空客
Ａ３２０（Ｅ４０００）、Ａ３４０（Ｅ４１００）、Ａ３８０
（Ｅ４３８０）等机翼壁板的柔性装配。柔
性翼梁装配系统源于波音公司的
ＡＳＡＴ计划。ＡＳＡＴ是自动化大梁装
配工装的简称，它集成了电磁铆接技
术和运动磁轭装配机技术，来解决翼
梁大型构件的自动化装配问题。
ＡＳＡＴ计划起始于Ｂ一７６７翼梁的自
动化装配系统，随后不断发展并集成
到大多数波音民机机翼生产线上，最
新的发展是Ｅ５０００（ＡｓＡＴ４）Ｃ一１７第
四代自动化翼梁柔性装配系统。上述
两类柔性装配系统的最显著特点都是
采用了电磁铆接动力头和行列式高速
柱阵柔性装配工装，能适应不同规格
和尺寸的壁板或翼梁的柔性装配。
ＡＳＡＴ４／Ｅ５０００柔性装配系统是
美国空军为Ｃ一１７开发长期制造成本
减少战略而向波音提出的，可以说代
表了新一代的装配连接技术，它占地
面积很小，并具有很高的柔性。
ＡＳＡＴ４由～台配有电磁铆接动力头
的垂直运动磁轭装配机和两台ＣＮＣ
控制的柔性梁装配工装组成。每个装
配工装都可以接受６根Ｃ一１７梁中的
任一根，梁间的结构重组完全是自动
的并可在５ｍｉｎ内完成。Ｅ５０００动力
头采用全裕度设计，安装在磁轭腿
上，允许从梁的任一方向进行钻孔和
安装紧固件，翼梁在整个装配过程中
始终通过刚性夹持保持固定。
波音Ｃ一１７Ｅ５０００翼梁柔性装配系统
复合材料升降舵柔性装配系统是
空客公司为实现空客系列飞机复合材
料平尾升降舵的柔性装配而研制的，
它能适应空中客车Ａ３２０系列、
２００５年第９期?航空制造技术３１
』乙里一进￡世瞪幽
空客西班牙公司的复合材料升降舵柔性装配系统
Ａ３３０／３４０和Ａ３４０—５００／６００型飞机
的水平安定面升降舵后缘的柔性铆接
装配。系统可自动完成后缘的测量和
校准、上下壁板钻孔和锪窝、铆钉选
择和供给、注胶、铆接、壁板表面波
纹度测量等过程。
德国ＢＲ６ＴＪＥ公司开发的机身壁
板柔性装配系统，采用了基于模块化
的ＰＯＧＯ柱单元的柔性工装系统和
全电动铆接（借助于滚柱丝杠）技术，
并在Ｂ一７３７和Ｃ～１７机身壁板上得到
了应用。
Ｅ１ｅｃｔｒｏⅡ１１ｐａｃｔ与空客英国公司联
合开发了一种机器人柔性装配系统，
用于机翼壁板与骨架的装配。该系统
集成了４种主要功能：压紧壁板、探
测壁板（厚度）并钻孔、孔检测、插入螺
栓或环槽钉并安装。这种系统是空客
英国公司机翼制造过程自动化集成技
术的开发和可行性研究的一部分。
数字化检测技术
基于数字量协调的数字化／柔
性装配技术离不开数字化的检测和试
验。国外目前在激光超声检测技术、
几何量柔性测量技术、数字化密封试
验和检漏技术等方面有长足的进步。
在ＪＳＦ项目的竞争中，洛克希
德?马丁公司的数字化检测技术就是
其战胜波音而获胜的关键技术之一。
洛克希德?马丁公司利用其先进的带
有专利的激光超声检测技术，能够对
复杂型面的复合材料零件进行１００％
的自动检测。此项技术目前已用于
Ｆ一２２、Ｆ一３５的大型油箱、大梁、复
合材料进气道、机翼蒙皮等的自动化
３２航牵制造技术?２００５年第９期检测，并显著地提高了生产效率，使得Ｆ一３５及Ｆ一２２计划的全寿命周期的检验成本减少约３亿美元。Ｘ
一３３空天飞机油箱也采用了这项技术。
在几何量柔性测量技术方面，激光跟踪数字化定位技术在国外已得到普遍应用。洛克希德?马丁公司还采用了一种由挪威开发并制造的Ｍｅｔｒｏｎｏｒ便携式计算机辅助红外照相测量系统，与一般的坐标测量机相比，设备成本减少３／４，测量大型件减少检测时间５６％，而对于小零件则省时达６４％。
飞机装配件中很大一部分是整体密封结构（如整体油箱或气密座舱等），密封试验和检漏技术是飞机密封结构装配制造中不可缺少的一环，国外已普遍采用氦质谱检漏仪等自动化的检测设备来保证。目前，美国正在进行一种数字化的非接触式激光检漏方法的研究和应用，其检漏过程和检漏结果可以与产品数模相集成。
（责编根山）
国外飞机柔性装配技术
作者：郭恩明
作者单位：北京航空制造工程研究所
刊名：
航空制造技术
英文刊名：AERONAUTICAL MANUFACTURING TECHNOLOGY
年，卷(期)：2005(9)
被引用次数：17次
引证文献(17条)
1.秦政琪.武大伟基于数字化的飞机柔性装配技术研究[期刊论文]-沈阳航空工业学院学报 2010(3)
2.邹爱丽.秦政琪飞机钣金件数字化柔性装配[期刊论文]-机床与液压 2010(10)
3.张俐.吕景佳.苗新刚机翼柔性装配试验系统设计[期刊论文]-航空制造技术 2010(14)
4.鲍永杰.高航.董波.李兰柱C/E复合材料"以磨代钻"制孔工艺[期刊论文]-宇航材料工艺 2010(4)
5.何胜强飞机数字化装配技术体系[期刊论文]-航空制造技术 2010(23)
6.李国喜.吴宝中.龚京忠.杨景照基于不确定度的柔性装配测量方案规划技术[期刊论文]-航空制造技术 2010(23)
7.王亮.李东升.刘凤贵.肖文磊.冯子明.陶春君.白新宇飞机壁板类组件数字化装配柔性工装技术及应用[期刊论文]-航空制造技术 2010(10)
8.王亮.李东升.罗红宇.靳阳飞机装配数控柔性多点工装技术及应用[期刊论文]-北京航空航天大学学报 2010(5)
9.熊瑞斌.黄浦缙.柯映林一种适用于飞机装配的新型随动定位器[期刊论文]-航空学报 2009(12)
10.熊瑞斌.刘刚.章明.柯映林针对大部件位姿调整、装配的一种随动固持方法[期刊论文]-机械工程学报
2009(10)
11.李东升.胡福文.李小强.肖军杰.朱明华.桑阳.徐应强基于可重构柔性工装夹持的飞机蒙皮数控切边关键技术及发展[期刊论文]-航空制造技术 2009(23)
12.秦政琪.范振伟飞机薄壁组件数字化柔性装配研究[期刊论文]-沈阳航空工业学院学报 2009(3)
13.蒋君侠.陈琪.方强.柯映林三坐标定位器系统动态特性分析和实验[期刊论文]-计算机集成制造系统 2009(5)
14.高红飞机部件柔性装配技术应用及工艺设计[期刊论文]-航空制造技术 2009(24)
15.许国康大型飞机自动化装配技术[期刊论文]-航空学报 2008(3)
16.梁勇.周丹.皮付见民机研制中工艺装备技术发展及其标准化[期刊论文]-航空标准化与质量 2008(4)
17.孟俊涛.王仲奇.殷俊清机身壁板装配数字化定位系统设计与实现[期刊论文]-现代制造工程 2007(12)
本文链接：https://www.360docs.net/doc/f617094689.html,/Periodical_hkgyjs200509001.aspx
飞机数字化柔性工装技术研究
飞机数字化柔性工装技术研究 陈昌伟,胡国清,张冬至 (华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州 510640) 摘要:中国工装设计制造水平低,已成为飞机快速研制及批量生产的瓶颈。分析了目前中国飞机装配中存在的问题,总结了国外飞机先进数字化柔性工装的研究及应用现状,综述了虚拟装配、柔性工装、数控钻铆、激光跟踪等数字化装配关键技术,指出了实现中国飞机数字化装配跨越发展的技术途径。 关键词:飞机;虚拟装配;柔性工装;数字化钻铆;激光跟踪 中图分类号:V262.4 文献标识码:A 文章编号:1672-1616(2009)09-0021-04 航空工业是国家经济和国防建设的战略性产业,它的持续发展推动了诸如新材料、通信及先进制造等技术的发展。飞机制造具有结构尺寸大、零件形状复杂且种类繁多、气动外形严格及加工精度高等特点,必须使用大量的装配型架来保证装配质量。用于设计制造装配型架(简称工装)的生产周期和成本在整机研制中占很大的比例,装配工作量占整个飞机制造总劳动量的40%～50%,且最终产品品质在很大程度上取决于装配的质量[1,2]。成套工装的设计制造需要大量人力、物力和财力的投入。目前,国内航空公司面临着多种型号飞机的同时研制及批量生产,工装难以满足装配需求,已成为飞机生产的瓶颈。 1 我国飞机工装设计制造研究现状我国航空工业主要沿袭前苏联的组织生产模式,飞机工装也不例外。目前,我国工装整体设计制造水平落后,主要表现在:工装设计虽采用了计算机辅助设计(CA TIA),但未充分利用优化分析(CAE)及虚拟预装配技术,致使型架需反复修改;制造能力差,采用外协加工存在资质认证困难、保密性差、交货周期长等问题;整机装配仍采用手工作业或人工控制,精度和效率较低。与西方先进航空企业相比,我国的工装型架数目多、占地面积大、制造周期长、成本高、安装在型架上的定位件及测量仪器缺乏标准化和模块化,同时以模拟量传输协调各工艺环节的“串行工程”模式,严重阻碍了装配质量的提高及研制周期的缩短。低效的传统飞机装配技术已成为制约我国飞机快速研制的巨大障碍。 近年来,我国航空企业及科研院校在引进国外先进装配技术的同时,在工装设计方面的研究较多,主要集中在采用CAD技术进行飞机型架及相关性设计,包括型架标准件库的建立和型架优化及参数设计等[3～5]。在测量技术方面,计算机辅助电子经纬仪(CA T)及激光跟踪仪(L T)等先进设备已逐步用于飞机装配并实现国产化。在虚拟预装配方面,开展了飞机装配工序可视化仿真、装配路径优化及装配容差分析等研究。总之,我国飞机工装整体研究格局相对较为零散,工程缺乏系统化。 2 国外飞机数字化柔性工装研究及应用 飞机数字化装配技术兴起于20世纪80年代后期,迅速发展于西方航空发达国家。1994年欧盟提出“基于协作型多功能操作机器人的航空产品柔性装配系统”研究项目[6],其最终目标是实现数字化无型架装配(JAM)。美国Boeing777研制周期缩短了50%,出错返工率减少了75%,成本降低了25%,成为数字化设计制造与并行工程技术成功应用的典范。 2001年～2004年欧洲的ADFAST项目把研究目标定位于经济实用的重构工装系统(AR T)和集成测量系统上,获得重大突破。空客公司2005年机翼盒自动装配的AWBA2研究项目应用了多种数字化柔性装配技术,降低了成本,缩短了周期, 收稿日期:2008-12-22 作者简介:陈昌伟(1985-),男,湖南衡阳人,华南理工大学硕士研究生,主要研究方向为飞机柔性工装。12 ?现代设计与先进制造技术? 陈昌伟 胡国清 张冬至 飞机数字化柔性工装技术研究
现代飞机装配技术知识点.培训讲学
《现代飞机装配技术》知识点总结 南京航空航天大学 第一章 1、飞行器数字化和传统制造的最大区别特点 (1改模拟量传递为数字量传递。 (2把串行工作模式变为并行工作模式。 带来的必然结果是缩短产品研制周期,提高产品质量,降低研制成本。 2、 MBD 的定义,其数据集应包括的内容,采用的技术意义。 MBD 技术定义 :用集成的三维实体模型来完整表达产品定义信息,详细规定了三维实体模型中产品定义、公差标注准则和工艺信息的表达方法。 数据集包括的内容 :相关设计数据、实体模型、零件坐标系统、三维标注尺寸、公差和注释工程注释、材料要求、其它定义数据及要求。 技术意义:1. 改双数据源定义为单源定义,定义数据统一 2. 提高了工程质量 3. 减少了零件设计准备时间 4.电子化的存储和传递 , 协调性好 5.减少成本 6.易于向下兼容 (派生出平面信息 3、国外飞机数字化技术发展的三个主要历程: 部件数字样机阶段 1986—— 1992 全机数字样机阶段 1990—— 1995 数字化生产方式阶段 1996—— 2003 4、飞机结构的特点
零件多、尺寸大、刚度小、外形复杂、结构复杂、精度要求高、其装配具有与一般机械产品不同的技术和特点。 5、什么是飞机装配,发展历程? 根据尺寸协调原则, 将飞机零件或组件按照设计和技术要求进行组合、连接形成更高一级的装配件或整机的过程。 自动化装配 6、飞机数字化制造的三个主要内容 CAD 、 CAM 、 CAPP 第二章 1、产品数字建模的发展过程中提出的产品信息模型有哪三种概念? 面向几何的产品信息模型 (geometry- oriented product model 面向特征的产品信息模型 (feature- oriented product model 集成产品信息模型 IPIM(integrated product information model 2、物料清单(BOM 的定义,企业三种主要的 BOM 表, EBOM 、 PBOM 、MBOM BOM 定义 :又称为产品结构表或产品结构树;在 ERP 系统中,物料一词有着广泛的含义,它是所有与生产有关的物料的统称。 EBOM 设计确定零部件的关系 PBOM 工艺工艺规划、加工归属计划分工表 MBOM 制造主要按照装配顺序流程来确定
飞机柔性装配工装关键技术及发展趋势分析
飞机柔性装配工装关键技术及发展趋势分析 飞机柔性装配工装关键技术，就是基于数字化技术所开发的新兴飞机尺寸调整方式，能够对飞机设计进行重组，建立出具有参考性的模块，进而形成数字化、自动化的工装系统，能够避免或是减少零部件的使用。 标签：飞机柔性装配；工装关键技术；发展趋势 飞机柔性装配工装关键技术在实际应用的过程中，必须要重视飞机制造过程以及制造时间的控制，利用柔性工装可以有效缩短制造周期，提高制造质量，并且减少工装的数量，进而实现较为完善的制造模式。 1 飞机柔性配置工装关键技术 现代化飞机柔性配置工装已经不再是单纯的结构工装，而是集成数字化制造方式、现代设计方式、现代化的测量方式等，结合仿真技术实施工装，不断的形成先进性工装研究内容。此时，关键技术主要包括以下几点： 1.1 飞机柔性装配工装模块化技术 对于飞机柔性装配工装模块化技术的应用而言，相关技术人员不仅要重视柔性工装的模块化单元构成情况，还要对每个模块进行单独的设计，保证不会出现不符合实际制造的情况。同时，还要对每个模块的功能加以重视，使设计人员在实施设计工作的时候，能够从装配集中挑选出一个模块单元，快速的实施重组设计工作，进而实现装配工装的柔性化。由此可见，柔性装配工装设计技术是整个技术体系中最为重要的，每个模块单元，不仅可以单独设计，还能与其他模块相互组合，保证了结构的相似性，同时，设计人员还可以根据飞机结构设计需求，对某个模块重点设计，结合通用模块组，对工装整体装配工作进行优化。 1.2 柔性工装夹紧定位技术 工装的柔性化，不仅可以快速的将产品变化情况显现出来，还能突出夹紧定位的应变能力。对于不同的工装对象，夹紧的方式与结构也是不同的，必须要重视柔性工装夹紧定位方案的实用性，保证能够促进其有效发展，同时，夹紧定位方案还决定着柔性装配工装技术能否有效实现，对其发展就有较为良好的意义。 1.3 柔性装配工装结构优化设计技术 与一般工装相比较，柔性工装的结构较为繁琐，合理的设计工作，不仅可以提升飞机结构的强度，還能增强其刚度与稳定性，使飞机装配工作得以有效完成。同时，在优化设计的过程中，要想装配工装满足相关要求，就要合理的利用装配优化设计技术，提出较为完善的工装结构方案，使其在一定程度上，得到有效的优化[1]。
柔性装配生产线系统技术方案说明
柔性装配生产线系统技术方案
目录 1项目概述 (3) 1.1概述 (3) 1.2实现目标 (3) 1.2.1装配生产柔性化 (3) 1.2.2提升生产效率 (3) 1.2.3实现自动化生产管理，提高管理水平 (3) 1.3系统安全性 (4) 2系统方案 (4) 2.1设计原则 (4) 2.2产品装配工艺流程 (5) 2.3工件输送工艺流程 (10) 2.3.1入库流程简介 (10) 2.3.2出库及装配流程简介 (12) 2.3.3各区域、空托盘、空包装箱等物流流程 (13) 2.3.4研制阶段零部件物流流程 (13) 2.4总体方案 (13) 2.4.1系统构成 (13) 2.4.2系统概论 (14) 2.5装配工装设计 (15) 2.5.1功能 (15) 2.5.2使用方法 (16) 2.5.3主要结构 (16) 2.5.4互换性与增产办法 (17) 2.6物流方案 (17) 2.6.1零部件预处理区设计 (17) 2.6.2装配区设计 (22) 2.6.3检测区设计 (23)
2.6.4输送线设计 (23) 2.6.5助力机械臂 (24) 2.7柔性装配生产线管理信息系统 (25) 2.7.1系统架构 (25) 2.7.2物理部署 (27) 2.7.3网络构成 (28) 2.7.4软件实现 (29) 1.方案特点说明 (47) 2.附图说明 (49)
1项目概述 1.1概述 通过总装生产线的柔性化设计，实现在一条生产线上同时生产多品种型号产品，企业可根据需求调整生产的型号和产量，提高企业应变能力，实现可持续发展和灵活变化。 通过装配线管理信息系统的实施，对企业生产制造过程实行全面监控、加强生产过程控制，提高产品质量。同时，企业可根据生产的需求调配资源，实现资源的优化配置。进而实现控制决策与过程改进，最终实现制造过程的可视化，提高生产管理水平，提高整体竞争力和可持续发展能力。 1.2实现目标 1.2.1装配生产柔性化 满足5种不同型号共100套产品的现场同时库存周转、装配生产和调度需求。建设装配工位10个、测试工位5个的总目标。每个装配工位适应不同装配工序的装配需求，每个装配工位可实现6个自由度的装配工艺需求。 建设投产后，装配工位满足产品研制阶段的研制需求，生产调度满足反向作业的操作与管理，零部件的存储货位可实现动态优化。 检测分为在线检测及性能检测，在线检测时工件无需搬运、将检测设备推到其附近实施检测；性能检测集中在测试区进行，用户自备专用设施。各检测结果需人工输入并上传到管理系统。 1.2.2提升生产效率 系统实施后，装配人员仅需在装配工位作业，工件、配件均自动输送到装配工位附近；当某一工序装完后，采取在线检查及检测，减少过程搬运时间；装配工装要求自由度大、灵活，调节便捷、快速；站台与工装间借助助力机械臂，达到省力目的。 1.2.3实现自动化生产管理，提高管理水平 （1) 投产后的柔性装配线，物流配送智能化、自动化； （2) 物料管理数字信息化，实现物联网在装配生产中的应用，每个配件、半成品状态实时跟踪并上传管理系统，能及时对所需了解的物料数量、所处位置、流转 信息以及装配状态进行查询和统计； （3) 过程控制信息化，装配生产点装配工艺仿真提示，装配过程实时视频监控；
飞机数字化装配技术发展现状
飞机数字化装配技术发展现状 摘要：通过对国内外飞机数字化装配技术发展的现状和发展的趋势进行分析与 总结，对比了国内外飞机数字化装配技术发展的差距，介绍了飞机数字化装配技 术发展的关键技术，提出了国内航空制造企业掌握和突破飞机数字化装配关键技 术的思路。 关键词：飞机；数字化；装配技术；发展与应用 一、飞机数字化装配主要应用技术 1.1多系统集成控制技术 当前在操作飞机数字化装配的过程中通过控制系统能够发挥出其最大的作用，但是在实际的操作和应用中，有很多环节和关键点并没有实现联合作用，例如在 飞机中所采用的工艺数据、计划数据和测量、地理数据等都没有综合应用，导致 相互之间的关系彼此独立，这对于全面分析和改进数字化技术不利，因此在对装 配过程进行控制和管理中，要通过有效的集成化技术和综合技术实现对各项数据 的整合和分析，保证飞机数字化装配技术能够拥有独特的特点，根据飞机各接口 标准，保证设备的误差得到进一步控制。 1.2自动化精确制孔技术 在飞机装配过程中，对机械设备要通过衔接连接应用，对其整体设备实现加 固的目标，也就是说通过制孔的方式实现机械连接。从当前我国的飞机装配过程 研究来看，大多采用手工制孔的方式，这种方式相对比较传统，很难获得更高的 精确程度，在孔位以及孔径的确定中存在一定的误差问题，这导致制造中各项工 作质量得不到提升，更是对飞机设备的准确程度形成一定影响，另外装配时间相 对比较长，造成产品稳定性降低，对飞机装配质量造成了很大影响，因此对此技 术进行精确化发展至关重要。 1.3高效长寿命连接技术 飞机结构发展和建设中通过长寿命的连接技术对飞机是否能够提升自身的抗 疲劳能力有很大关联，对于增加使用时长有非常明显的作用，飞机的耐久性和可 靠性应用也得到明显提升。高校长寿命的连接技术主要从密封连接以及对于钛合 金材料的方向上进行综合考虑，我国传统的连接方式主要是采用铆接以及液压的 方式，但这种方式容易对装配设备造成损失，因此需要从铆接联合螺接的方式来 进行，另外通过连接中采用铆钉、高锁螺栓的材料，根据飞机结构的装配特点进 行针对性的开发长寿命连接单元。 1.4大尺寸精密测量技术 在装配工作中通过精密准确的测量工作能够实现对其工作的保障作用，也是 在数字化装配过程中一项重要的工作条件和基础。飞机装配中无论是从技术的采 用还是测量工作的应用上都有非常严格的要求，而在飞机产品装配过程中，需要 采用精密测量技术实现对产品的装配，其中GPS以及激光跟踪测量方法能够实现 更加准确的测量，因此需要根据飞机产品特点进行大尺度精密测量单元的开发。 二、国内外飞机装配技术现状 2.1由于我国对飞机装配技术的研究时间不长，一些应用还不够成熟。而且 我国对飞机装配技术的资金投入也不到位，导致飞机装配技术的配套不够完善， 在某些方面缺乏技术支持。一些飞机的装配制造甚至还是手工作业，严重影响了
飞机数字化柔性工装技术研究
万方数据
２２２００９年５月中同制造、№信息化第３８卷第９期 实现了月产３８套概翼。 波脊公司在研制７３７时构建的基于构型控制的数字化制造信息管理系统（ｒ必Ｃ／ＭＲＭ）ｔ７｜，及近年来研裁７８７所采用的全球协同管理技术（ＧｌｏｂａｌＣｏ－ ｌａｌｘ）ｒａｔｉｏｎＥｎｖｉｎｍｎｍａｔ，Ｇ旺），使得数字化技术平台在同行业航空企业竞争中取褥优势，象征性事件是２∞７年７月８器波音７８死嘛鞠ｌｉｎｅｒ的如期下线，网时波音公司宣布已取得１１００多亿美元的７０７架波音７８７飞机的订单。 洛克希德?马丁公司牵头研制的Ｊ汀战机原翟机ｘ一３５，采用具有激光定位、电磁精密制孔等数字他柔性装配特点的龙门钻剿系统，使装配周期减少了２／３，工装数繁由３５０件减少到１９件，成本降低１／２。ＬｅｉｃａＬＴＤ５００激光定位配合液压校平系统及移动装配生产线，大大减少了对按时闻，实现了大部件的对接装配数字化。先进的装配理念和方法，如决定性装配【８Ｊ（ＤｅｔｅｒｍｉｎａｎｔＡ．蹬ｓｅｍｂｌｙ，ＤＡ）、以嚣架为基准的自动装醚技术等也广泛应孀于大型飞机自动化装配。图ｌ为Ｂｏｅｉｎ９７８７总装及移动概念图。 图１泼膏７８７总装及移动 Ｂｏｅｉｎ９７８７枧身第毒３段的复合材料整体筒体与钛合金框件实现了自动化装配。采用内外两套独立的装鼹，在装配时实现自动定位、夹紧、制孔、安装环横钉并完成环蓬鑫动镦铆，由电磁提供铆接动力，目前该技术已在日本三菱重工投入使用。为实现飞机复合材料平尾升降舵装配，空客公司研制的复合誊考料升降舵柔性装配系统霹自动完成后缘的测量和校准、上下壁板钻孔和锪窝、铆钉选择及供给、注胶、铆接及壁板表面波纹度测繁等【９，１０】。 ３数字化柔性工装关键技术 数字化柔性装既是建立在计算机数字信息处理平台上，一个融合飞机特征的全数字量协调体系。通过自动夹持、制孔、铆接及无缝校准对接，完成组装、部装及总装。它能适应飞机的尺寸规格、批麓、装配工艺、场地及时闯变化，在有限的场地内完成快速装配，达到优质、高效、低成本。数字化装配关键技术包括虚拟装配技术、柔性（无型架）装配技术、自动钻铆技术及激光跟踪渊爨／检测技术等。图２所示为数字化装配技术框架。 大粼传砖接装配 数字化棠性旋雕平台卜＿——叫数拄钻铆ｒｌ＝烈 零ｆｔｔ６－：／柔性ｌ：装库／垒｜ｌ识ｌ‘２序 圉２数字化装配技术搬架 ３．１虚拟装配技术 虚拟装配是基于并行设计与分析嚣境的数字化预装配（ＤｉｇｉｔａｌＰｒｅａｓｓｅｍｂｌｙ，ＤｐＡ），装配过程仿真综合考虑了零件的几何信息、工装信息、ＢＯＭ定义、作业路线、工作指令等，在预装瓢仿真孛发现阙题，优化工艺，提高效率及降低成本。图３所示为国外某航窀公闭先进虚拟装配环境界面。 膊３先进虚拟装配用户界面 ３．２柔性（无型架）装配技术 柔性装配技术是一种能适应快速研制、低成本制造及工装可驻组模块化的先进装配技术。发展目标是无型架数字纯装酝平台，滋盖了柔性工装、精确定位与测嚣、数据采集／处理系统。无型架数字化装配技术将彻底减少飞机装配对型架的依赖性。曩翦国外粱性纯装配技术主要表现在泼下凡个方面【１１叫４Ｊ： ａ．行列式高速柱柔性工装。行列式高速柱工 万方数据
柔性制造技术及其发展
柔性制造技术及其发展 近30年来，在制造自动化技术领域，以柔性制造单元(Flexible Manufacturing Cell, FMC)和柔性制造系统(Flexible Manufacturing System, FMS)为代表的柔性制造技术(Flexible Manufacturing Technology, FMT)得到了快速发展和应用，用以实现高柔性、高生产率、高质量、低成本的产品制造，使企业生产 经营能力整体优化，适应产品更新和市场快速变化，保持企业在国内外市场上的竞争优势。 1 柔性制造技术(FTM)概念 在制造业领域中，FMT概念的提出和实现，其技术观点的变化、发展和进步是近二三十年间人类生活的现实社会产品制造业发展、进步的实际需求推动的结果。在现实社会中，人们通常将用以生产产品的制造系统根据其一次投产的数量而分为大量、批量和单件生产3种类型。制造系统设计师们经过长期艰苦努力，开发、设计、制造出与之相适应的制造系统，以满足社会化产品生产的需求。 用于大量生产的制造系统的特点在于其“刚性自动化”(Rigid Automation)，或者说具有一种不能变化的自动化，加工设备有明显的专用性特征。传统的自动生产线就是这种类型制造系统的典型例子。自动生产线是一种仅适合于单一品种产品大量生产的制造系统，一旦产品零件设计改变，生产线将不适应，必须进行改造，甚至整条生产线必须推倒重建，表现出极低的柔性。 用于批量生产(典型每批10～10000件)的制造系统，其加工设备通常比大量生产时具有更强的通用性，同时必须有能力用各种不同的工具、不同的方法进行适当调整，以便于生产不同产品的一定范围内的多种不同零件。 某些产品和零件市场需求量很小，适合用单件加工方法生产。对单件产品生产来说，采用专用的工、夹、量具显然是不经济的，通常应采用通用加工设备和工装，配合一定量的手工加工。因此，单件产品生产的费用较高，但它却能满足市场某些少数、愿付出更多费用的顾客的需求。图1所示是这3类制造系统产品品种、设备专用程度和产量间的一般关系［1］。 图1 典型的产品品种、设备专用程度与产量间的关系 Fig.1 Typical relationships between product variety, speciality of the equipment and the output of product 近20年来，世界市场情况发生了极大变化，从相对稳定型转向动态多变型，市场的需求和企业产品特点表现为： (1)市场的竞争日益激烈。一个企业产品市场的占有率已成为判断该企业是否具有竞争力的最重要标志。为及时占有市场，要求企业产品制造周期日益缩短。 (2)市场需求的多变性和不可预测性。传统的制造业靠以市场预测和订单为基础组织企业进行大规模生产的方式越来越不能适应多变和不可预测的市场需
飞机数字化装配技术发展与应用
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/f617094689.html, 飞机数字化装配技术发展与应用 作者：赵鹏 来源：《科学与信息化》2017年第33期 摘要数字化技术的应用是飞机研制发展史上的一次重大飞跃。数字化装配技术由数字化装配工艺技术、柔性工装技术、激光检测与补偿技术、数字化钻铆技术、数字化数据管理以及集成技术等组成，是机械、电子、控制、计算机等多学科交叉融合的高新技术。本文就飞机数字化装配技术发展与应用进行了讨论。 关键词飞机；数字化装配技术；发展；应用 1 数字化装配 数字化装配是现代航空制造企业装配技术的发展方向。从20世纪90年代开始，国外的波音、空客等先进航空制造企业陆续开发和应用了三维虚拟制造软件，多以飞机装配典型结构为应用对象，建立飞机装配的数字化设计制造模式和数字化协调技术体系，利用网络技术及数字化技术，建立工艺设计流程，实现3D装配工艺设计及验证、仿真，实现车间、工厂布局数字化及仿真，实现现场工人操作的可视化等[1]。 2 飞机数字化装配技术国内发展现状 国内的飞机装配，虽然在局部上也采用了较为先进的技术，如采用catia技术进行了包括建立型架标准件库和优化型架及参数设计，对工装、工具和产品的装配过程进行了三维仿真等，开始采用激光测量+数控驱动的定位方式，部分机型还采用了自动钻铆技术等，但总体上与发达国家相比还存在较大差距，具体表现在：①飞机设计制造仍主要采用串行模式，工装、工艺设计与产品设计脱节，制造模式未真正实现到并行模式的转换，导致飞机装配协调困难、返工率高；②尚未实现人机交互的装配仿真以及装配路径的优化；③仍然采用以专用工装为主的刚性定位装配方式，导致飞机制造成本居高不下；④数字化装配应用规模有限，尚未实现一个完整型号真正意义上的全面数字化[2]。 3 飞机数字化装配技术应用 3.1 数字化定位技术 以数字化为基础的定位技术包括数字测量定位技术、特征定位技术、柔性定位技术等。数字测量定位技术是指针对飞机产品的结构特点、定位要求，借助数字化测量设备或系统进行飞机零部件的定位；特征定位技术利用数字化定义、数控加工的具有配合关系的配合面、装配孔或工艺凸台、工艺孔等设计或工艺特征，实现零件之间的相互定位，保证装配的一致性和高装配质量；柔性定位技术是指通过采用柔性工装满足不同产品的定位需要。随着飞机装配质量越来越高的要求，数字化定位技术已经成为飞机零部件高效、高精度定位的重要保障。
飞机柔性装配工装设计分析
飞机柔性装配工装设计分析 摘要柔性装配工装技术在国外飞机的设计和制造中得到了广泛的应用。近年来，已引起国内飞机研究人员的注意。柔性化装配工装技术可以适应装配环境的变化，具有多种定位功能。基于此，本文对飞机柔性装配设计流程进行了详细的分析，以供参考。 关键词飞机；柔性；装配工装设计 前言 近年来，国内也开始重视飞机柔性装配工装设计工艺研究，并且设计了大量的飞机柔性装配工装，举些例子，如：行列吸盘式壁板柔性装配工装、壁板组件预装配柔性工装、数控柔性多点装配型架、大部件对接柔性装配工装等等，这些装配工装工艺具有相通点，即：利用定位单元、夹紧单元、柔性骨架单元、锁紧单元等，进行了相应的定位执行末端设计。 1 飞机工装设计制造的特点 第一，受到模拟量传递研制方法应用的影响，导致其工装与自身之间、与零部件之间的协调性要求较多，且关系比较复杂。第二，飞机零组件需要多种工装进行实现，同时不同工装用于不同的制造工序，对此飞机工装的种类较多，数量大且研制的时间较长。第三，工装决定着飞机制造的质量，对此对于飞机工装的质量、精度要求等要高于零组件质量。第四，工装与其飞机制造效率的提高有着直接的关系[1]。 2 飞机工装设计制造技术 2.1 工装柔性化 柔性装配技术，是国外一些大型航空企业常应用的技术，其不仅缩短生产周期，同时也降低了飞机工装制造的成本。柔性装配工装是以产品数字量尺寸协调体系模块为基础，从而实现其自动重组，直接规避了产品设计制造中，由于指定装配型架应用而带来的经济负担。 2.2 工装数字化 工装数字化，包含工装数字化设计，工装数字化制造以及工装数字化检测几方面内容；第一，工装数字化设计，是借助三维数字化环境，实现结构零组件、预装配设计的数字化。第二，工装模型的数字化设计，借助数字化制造，实现主要特征型面等的数字化加工装配。第三，工装数字化检测，借助数字化检测设备，实现设计制造工装过程的数字化检验。
无人机柔性装配工装技术研究及应用
Mechanical Engineering and Technology 机械工程与技术, 2016, 5(4), 322-328 Published Online December 2016 in Hans. https://www.360docs.net/doc/f617094689.html,/journal/met https://www.360docs.net/doc/f617094689.html,/10.12677/met.2016.54039 文章引用: 杨铁江, 张明, 吴琼. 无人机柔性装配工装技术研究及应用[J]. 机械工程与技术, 2016, 5(4): 322-328. Study and Application on Flexible Assembly Tooling Technology of UAV Tiejiang Yang, Ming Zhang, Qiong Wu Institute 365 of Northwestern Polytechnical University, Xi’an Shaanxi Received: Nov. 29th , 2016; accepted: Dec. 23rd , 2016; published: Dec. 27th , 2016 Copyright ? 2016 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.360docs.net/doc/f617094689.html,/licenses/by/4.0/ Abstract Based on assembly tooling of UAV, using the flexible modularize idea, the universality of assembly tooling of UAV is studied. And then, the typical flexible structure of UAV assembly tooling based on the flexible modularize technology is presented. Finally, a solution to shorten the cycle and lower the cost of UAV is given. Keywords UAV, Flexible, Modularize, Assembly Tooling 无人机柔性装配工装技术研究及应用 杨铁江，张 明，吴 琼 西北工业大学第365研究所，陕西 西安 收稿日期：2016年11月29日；录用日期：2016年12月23日；发布日期：2016年12月27日 摘 要 本文以无人机装配工装为研究对象，应用柔性模块化设计思想，对无人机各部件装配工装的通用性进行了研究和探索，并基于柔性模块化技术，给出了无人机装配工装典型柔性结构形式，为实现无人机装配Open Access
数字化技术在飞机装配中的应用
数字化技术在飞机装配中的应用研究 飞机装配数字化技术的应用 , 使我国航空产品的开发发生观念性的改变 , 促进企业管理体制、型号研制过程的一系列变革 , 并向着开放式的、具有快速应变能力物创新能力的现代型企业方向发展 . 国外飞机装配技术现状 1.1 国现状 我国的飞机装配技术和组织管理方式，虽然在局部上采用了较先进的技术，如利用激光跟踪仪或计算机辅助经纬仪（ Computer Aided Theodolite ， CAT ）技术安装型架，少数采用了自动钻铆技术，简化了装配型架结构。但与发达国家相比还存在较大差距，主要表现在： （ 1 ）上述技术尚不配套，应用上不成熟，加上我国多年来对飞机装配技术缺乏研究，资金投入不足，仅满足于能把飞机制造出来，目前飞机装配还是沿袭着过去几十年来批生产的手工作业模式； （ 2 ）飞机的设计制造仍主要采用串行模式，制造模式未实现根本转变； （ 3 ）数字化技术的应用规模较小，还未实现一个完整型号的全面数字化； （ 4 ）各环节虽然已实现数字量传递，但仍存在信息孤岛现象，未打通飞机数字化设计制造生产线，模拟量传递依然大量存在； （ 5 ）工装、工艺设计与产品设计脱节，未能充分实现并行工程，造成飞机装配协调困难，返工率高； （ 6 ）在装配技术方面，虽然局部采用了数字化技术，如在协调方式上局部采用了数字量传递方法，但模拟量传递仍然是当前众多企业飞机制造的主要协调方法； （ 7 ）采用专用工装装配，光学仪器测量安装仍是目前飞机装配的主要手段，未能在数字化装配技术方面实现新的突破，导致飞机制造成本居高不下； （ 8 ）装配工人在现场工作需要仔细翻阅大量的图纸、工艺文件，而且经常会出现工作上的失误，造成装配质量问题，影响装配周期。 1.2 国外现状 飞机产品数字化设计制造技术是 20 世纪 80 年代后期以来，随着 CAD/CAM 、计算机信息和网络技术的发展，以美国为首的西方发达国家开始研究并首先采用的一项新技术。这项技术以全面采用数字化产品定义、数字化预装配、产品数据管理、并行工程和虚拟制造技术为主要标志，从根本上改变了飞机传统的设计与制造方式，大幅度地提高了飞机设计制造技术水平。美国波音 777 飞机的研制，由于全面采用了该项新技术，使
航空宇航制造——柔性装配技术
航空制造工程概论报告题目：飞机柔性装配技术 学院：机电学院 班级：05010703 学号：2007 姓名： 2010年04月27日
【摘要】结合我国现阶段飞机装配背景，将国内外装配进行比较，探讨了飞机柔性装配技术的优势与发展前景。对柔性装配工装，柔性制孔，虚拟装配等进行了分析与研究，报告目前国内外飞机柔性装配技术的现状，以及柔性装配技术在未来飞机制造业中的作用。 关键词：柔性装配技术；柔性装配工装；柔性制孔；虚拟装配。 1 背景 飞机装配是飞机制造过程的主要环节。飞机装配过程就是将大量的飞机零件按图纸、技术要求等进行组合、连接的过程，分为部装(零件→组合件→段件→部件)和总装(各部件→全机身)。飞机的设计制造难度大，周期长，不仅表现在它的零件数控加工量大，而且表现在它的装配复杂性和难度。飞机的装配工作量约占整个飞机制造劳动量的40％～50%(一般的机械制造只占20% 左右)。飞机装配质量和效率取决于飞机机械连接技术，如自动钻铆、干涉连接、高质量紧密制孔、孔挤压强化、电磁铆接等，而装配件准确度受制于装配型架的制造和安装准确度。迄今为止，装配技术已经历了从手工装配、半机械/ 半自动化装配、机械/自动化装配到柔性装配的发展历程。飞机柔性装配技术的应用是当前国内外飞机制造业数字化制造的大趋势，能够克服飞机制造模线--样板法在模拟量协调体系下需要大量实物工装且应用单一、制造周期长、费用高等缺点，通过与自动化制孔设备、数控钻铆或自动电磁铆接设备等自动化装备的集成可组成自动化、数字化的柔性装配系统，缩短装配周期，提高和稳定装配质量。柔性装配技术的范畴很广，涵盖了柔性装配工装、柔性制孔、装配系统、装配（含装配工艺）设计、虚拟装配、装配集成管理、数字化检测、面向柔性装配的设计等技术领域。 2 国内外研究现状 目前，国内仍大量采用传统型架进行人工装配，装配的自动化和柔性化水平较低，数字量协调尚未贯穿飞机整个装配过程，面向装配的设计理念还未形成共识。总体来看，与国外的飞机柔性数字化装配技术相比，还存在较大的差距，主要体现在如下几个方面：（1）飞机装配尺寸协调体系以数字量传递为主，模拟量传递为辅。飞机产品和装配工装采用CATIA进行数字化设计，利用Delmia V5平台进行数字化装配设计、装配仿真等工作刚刚起步； （2）自动装配系统的工程应用处于空白阶段，铆接大部分采用手工锤铆，螺栓连接全部为手工操作，自动化制孔、电磁铆接技术的工程化应用刚刚启动。自动化柔性装配技术涉及的单元技术和系统集成技术尚处于实验室研究阶段。由于数控托架技术和自动化钻铆工艺技术尚未合理地配套，引进的自动钻铆机未得到充分应用； （3）移动生产线技术处于起步研究阶段吗，由于我国的飞机装配技术比较落后，导致批生产与多品种变批量快速转换能力较差，仍然采用传统的批量刚性生产线，生产线的调整和生产准备周期很长。目前，我国航空工业尚不具备多品种变批量生产的快速转换能力，装配技术是主要的制约因素。 不过，乐观地来说，国内已经开展了与飞机柔性装配技术相关的技术方面一些工作。比如，在数字化工装设计技术方面，采用CAD技术进行飞机型架设计，开发了型架设计系统，
基于飞机数字化装配技术的研究
数字工厂与应用技术论文题目：基于飞机数字化装配技术的研究 班级： 05021104 姓名：张木 学号： 2011301279
基于飞机数字化装配技术的研究 摘要：当今世界，航空工业的重要性不言而喻。其中飞机的装配过程是一项复杂的系统工程，涉及飞机设计、工艺计划、零件生产、部件装配和全机对接总装的全部过程。飞机数字化装配技术的实施可以缩短生产周期，降低生产成本，相对于传统装配方法有很大的质量提升。本文简要介绍了现今飞机数字化装备技术的内容，并对数字化装配技术的未来进行了展望。 关键词：数字化装配技术；飞机设计对装配技术的影响；型架并行设计及柔性设计；自动钻铆系统；容差分配技术；数字化仿真技术；数字化测量系统。 一、飞机数字化装配技术的发展现状 目前，我国飞机装配基本上还沿用20世纪六七十年代原苏联的传统方法，多采用基于模拟量传递方式为主的模线一样板一标准工装的(模板、样件、量规)工作方法。这种工作方法制造周期长、装配协调环节多、协调的工艺技术方法复杂，针对不同装配件采用了大量复杂的、硬性的、专用的实物标准工装和装配工装，其可变性、可重构性差，无通用性且成本高。特别地，在大部件(部段间)对接装配时，甚至还是人工的手扶肩扛操作。这种方式的缺点是：①飞机部件，特别是大型飞机大部件笨重，人工推动困难，效率低；②对接装配质量不高，手工操作时，对接面上孔销配合精度不高，常造成强行挤压装配，易产生应力，对疲劳强度影响大；③在对接装配的协调问题上还是原始的模拟量(实物)传递模式，为了保证对接装配顺利可靠，常常在对接部位设计制造相应的巨大标准工装用于协调，不仅延长了装配周期和无互换性，而且暴露了模拟量传递方式的多种缺点。 随着我国飞机重大型号工程实施，在融入国际航空产业链、数字化技术广泛深入应用等方面不断推进，我国的飞机设计与制造技术得到了飞速发展。在装配技术方面，飞机装配是将零件、组件或部件按照设计和技术要求进行组合、连接形成高一级的装配件或整机的过程。飞机装配由于产品尺寸大、形状复杂、零件以及连接件数量多，其劳动量占飞机制造总劳动量的一半左右甚至更多。
基于MBD的飞机数字化装配工艺设计及应用
基于MBD的飞机数字化装配工艺设计及应用
1、引言 当前，我国航空制造业的数字化技术发展迅速，三维数字化设计技术得到了广泛的应用。特别是基于模型的定义（Defined based model，MBD）技术的实施，使三维模型取代二维图纸成为设计制造的唯一依据。随着MBD 技术的深入应用，必然会对工艺规划设计、车间生产应用等产生重大影响，引起数字化制造技术的重大变革，真正开启三维数字化制造时代。
2、MBD技术概述 MBD技术的内含 基于模型的定义，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、公差标注规则和工艺信息表达方法。
2、MBD技术概述 MBD技术的意义 在MBD的技术体系中，MBD数据集的内容包含设计、工艺、制造、检验等各部门的信息。在数据管理系统和研制管理体系的控制下，各职能人员可以在一个产品模型上协同工作，提高了设计效率。同时也提高了产品的 可制造性。
3、基于MBD的飞机数字化装配工艺设计及应用模式 采用MBD技术后，产品结构设计工作的结果是数字状态的三维数模，不再生成纸质形态的工程图纸。因此，对于工艺设计人员、生产装配现场的操作人员与技术人员，他们的工作依据与工作方式也发生了深刻变化。基于MBD的飞机数字化装配工艺设计及应用模式如下图所示：
3、基于MBD 的飞机数字化装配工艺设计及应用模式产品数模 装配单元划分 PBOM ACC 划分 POS 划分 安装定位计划交付状态主要工序协调方法工装技术条件 工艺数模详细工序流程设计装配工艺路径规划仿真装配工艺信息 工艺查询工艺浏览动画播放产品/工装模型链接 工装数模 工艺方案设计详细工艺设计MBD 体系规范MBD 工艺开发 MBD 数据应用 基于MBD 的 建模规范基于MBD 的工艺方案设计规范基于MBD 的详细工艺设计规范MBD 装配仿真规范…… 轻量化模型 轻量化 工装设计 装配现场可视化应用
飞机数字化装配技术
FORUM 48 航空制造技术·2008 年第14 期 20世纪80年代后期以来，随着计算机信息技术和网络技术的发展，以美国为首的西方发达国家开始研究飞机产品数字化设计制造技术。这项技术以全面采用数字化产品定义、数字化预装配、产品数据管理、并行工程和虚拟制造技术为主要标志，从根本上改变了飞机传统的设计与制造方式，大幅度地提高了飞机设计 制造技术水平。 我国的飞机数字化装配技术尚处于起步阶段，与发达国家相比还存在较大差距，主要表现在： （1）飞机的研制过程仍采用串行模式； （2）虽然部分环节已经实现数字量传递，但仍存在信息孤岛现象，尚未打通飞机数字化设计、制造生产的整个流程； （3）工艺、工装设计在时间、空间与产品设计上存在滞后，造成飞机装配协调困难； （4）装配工人在现场工作需要仔细翻阅大量的图纸、工艺文件等，会出现工作上的失误，造成装配质量问题，影响装配周期。 飞机数字化装配技术 1 数字化装配协调技术 数字化协调方法也可称数字化标准工装协调方法，是一种先进的基于数字化标准工装定义的协调互换技术，将保证生产用工艺装备之间、生产工艺装备与产品之间、产品部件与组件之间的尺寸和形状协调互换。 数字量传递协调路线如下： (1) 飞机大型结构件（与飞机外形及定位相关）如框、梁、桁、肋、接头等用NC 方式加工； (2) 在飞机坐标系下，工装设计人员以产品工程数模为原始依据，进行工装的数字化设计，并且在工装与产品定位相关的零件上用N C 方式加工出所有的定位元素； (3) 工装在装配时利用数字标工（数据）协调，采用激光自动跟踪测量系统测量，通过坐标系拟合，定位出零件的安装位置，满足安装基准的空间坐标及精度要求；（4） 飞机钣金件模具数字化设计以及用N C 方式加工，钣金零件数控加工。 2 数字化装配容差分配技术 容差数值直接影响产品的质量与成本，因而根据产品技术要求，进行零、组件的容差分析和设置，可以经济合理地决定零部件的尺寸容差，保证加工精度，提高产品质量，在满足最终设计要求的同时使产品获得最佳的技术水平和经济效益。 在产品装配前仅凭以往的经验 飞机数字化装配技术 成都飞机工业（集团）有限责任公司 许旭东 陈 嵩 毕利文 杨红宇 Digital Assembly Technology for Aircraft 飞机产品数字化设计制造技术以全面采用数字化产品 定义、数字化预装配、产品数据管理、并行工程和虚拟制造技术为主要标志，从根本上改变了飞机传统的设计与制造方式，大幅度地提高了飞机设计制造技术水平。 许旭东 1991年从南京航空学院飞行器制造工程专业毕业进入一航成飞，2005年获北京航空航天大学航空工程专业工程硕士学位。长期从事飞机制造工艺技术工作，历任工艺员、副组长、副科长、副总工艺师，总工艺师，现任首席工艺师，主要负责飞机制造数字化工作台。2001、 2004、2006年连续三届被一航成飞评为技术带头人。曾获国防科工委科技进步奖4次，中国一航科技进步奖3次。
浅谈飞机总装自动化装配生产线[1](精)
Equipment Manufactring Technology No.10,2011 飞机自动化装配是实现缩短生产周期、降低成本、提高生产效率目标的重大关键技术。由于现代飞机都有较高的寿命要求,因而装配精度和装配品质起着重要的作用。一架飞机所用的连接件少则数十万件,多则上百万件,从减重、防腐、抗疲劳、密封、安装等方面出发,采用自动装配技术不仅可实现对不开敞、难加工部位的装配,而且还能有效提高装配效率和装配品质,降低装配成本,改变传统的装配方式,这是手工装配所不能完成的。 1国外飞机自动化装配技术的发展 国外飞机装配技术,基本上经历了传统的手工装配、半机械化装配、机械化装配和自动化装配的过程。上世纪中期,一些航空制造业巨头,如波音、空客等花大力气,投入巨资研究了以自动化装配为基本单元的飞机移动总装配生产线,并很快取得了令人瞩目的成功。先进的飞机装配技术和生产管理模式,彻底改变了人们的飞机装配制造理念,大幅度提高了飞机装配品质和效率。 波音公司最先尝试并探讨了改变传统装配方法的途径,从最初利用共用定位来减少工装,广泛采用自动化装配站到实现柔性化装配,最终形成移动生产线,这个发展过程,使飞机装配技术发生了革命性的变化。通过模块化装配、自动化装配站、脉动式生产线、移动生产等飞机总装技术,波音777飞机的研制,使研制周期缩短50%,出错返工率减少75%,成本降低25%,成为自动化装配技术在飞机制造中应用的标志和典范。 2国内飞机总装配技术发展现状 国内飞机总装,通常采用固定机位装配方式,即人、物、设备、工装等围绕着飞机转。整个总装过程,基本上是全部依靠人工装配,所用的工装主要是工作梯,测量设备落后、效率低下。虽然近年来国内也开展了一些相关技术的研究和应用探索,局部装配环节采用了一些数字化装配技术,但总体上与航空工业发达国家相差甚远。远远不能满足新型号的要求。这种差距,综合体现在以下4个方面:
数字化装配
研究生专业课程考试答题册 学号2015200760 姓名郝天峰 考试课程飞机数字化装配 任课老师耿俊浩 考试日期2016年1月21日 西北工业大学研究生院
研究题目：飞机数字化装配工艺优化 1.研究背景及意义 飞机装配是飞机制造或维修过程的末端环节，目标是将零件按一定的约束关系联接成完整的产品，装配技术的好坏直接关系到飞机最终的性能。然而飞机产品的零部件数量多，部件尺寸大，精度要求高，协调过程复杂，装配周期长，装配工作量占整机制造劳动量的40%~50%，所以在飞机整个制造过程中装配技术是一项技术难度大、涉及学科领域多的综合性集成技术，它在很大程度上决定了飞机的最终质量、生产成本和研制生产周期[1]。 虽然国内外目前的CAD/CAM软件发展己经口益成熟，然而其飞机装配工艺设计分析能力尚不足以应付快速发展的生产实际需要。传统的装配分析需要耗费大量的物力、人力和时间来生产物理样机进行实验，而这不仅导致装配工艺设计严重滞后于飞机设计工作，相较于并行设计，耗费过多时间，而且无法及时发现并弥补飞机装配设计中的缺陷，更无法保证工人的安全舒适性，这种传统的装配分析方法受物理样机限制存在诸多弊端，因此需要采用新的技术方法来满足产品并行设计的要求，使设计人员在产品设计阶段就能进行装配设计与验证工作。在这样的背景环境下数字化装配技术应运而生，为飞机设计和装配性能评价提供了一个新途径[2]。 数字化装配的定义为：利用数字化现实技术、计算机图形学、人工智能技术和仿真技术等构造数字化现实环境和产品数字模型，从而在产品装配过程中通过交互分析，仿真装配过程和装配结果。数字化装配的主要研究内容包括：数字化环境下零件、产品建模及装配过程建模，装配序列和装配路径规划，装配中物理特性的分析研究，装配过程的人机工程学分析，装配系统与其它相关系统(如设计系统)的集成。与传统CAD装配相比，数字化装配的重点在于直观的人机交互，通过直接操作和自然命令完成装配操作。它不仅能检验、评价以及预测产品的可装配性，并且能够面向装配过程提供直观经济的规划方法[3]。 随着数字样机、虚拟现实等技术的发展以及各种算法的成熟研究，在数字化环境下模拟装配工作，进而结合各种算法对装配问题进行优化已成为一种重要设计和分析手段。在构建的数字化仿真环境中，导入产品数字样机和人体模型，并根据产品特征制定装配工艺，完全可以实现“虚拟人装配虚拟产品”的数字化装配仿真，而且可以在装配仿真基础上进行装配工艺分析和人机工效分析等，从而及时发现和修改产品装配中存在的问题，从而实现产品的并行设计，辅助现实产品装配过程[4]；进而针对具体的装配问题结合已知算法进行优化，从而提高飞机的装配性，缩短飞机装配周期，节约飞机装配成本，提高飞机装配精度，具有广阔的应用前景。