宋朝明

摘要：装配工装是保证飞机产品协调互换和几何参数的重要工艺装备，随着中国航空工业的蓬勃发展，新武器装备不断涌现，飞机装配技术也在不断地完善和发展。本文将对飞机装配的发展情况、并联机构以及装配结构创新这几个方面的内容进行分析，希望能够对读者提供一些借鉴和参考。

关键词：飞机装配;装配发展;并联机构;创新

1.前言

飞机装配制造作为国家制造业能力的代表，在国家制造业中占有重要地位。飞机装配要求装配质量高，技术难度大，而机身结构庞大，给装配工作带了诸多麻烦。

2.目前我国飞机装配领域的发展情况

目前我国飞机装配领域的发展情况较为稳定，进行飞机装配所使用的技术较为传统，在进行产品定位时主要采用大型专用工装定位器，同时在装配的各个阶段，依据需求使用卡板模拟等测量技术，定位器测量技术的结合基本能够满足产品装配的整个过程。但是，就最终的产品成果而言，产品质量在一定程度上受到了测量技术缺乏专业性的影响，增加了产品在使用过程中产生的安全隐患。随着我国发展逐渐强大，各行各业都对自身发展理念有了新的认识并建立了全新的目标，力求提升人民的生活质量，使生活变得更加方便、快捷和安全。

3.用于飞机装配柔性调姿的并联机构

飞机装配零件的特点是尺寸大，质量高，刚度低和精度高。传统的固定组装方法难以应对零件的制造差异，组装效率低，难以保证组装质量。基于数字量传输的灵活工装技术实现了工装的数字控制，提高了飞机装配工装的运动精度，并缩短了工装调整时间。各种数字灵活工具在国内外的广泛应用提高了飞机组装的效率，降低了成本，并确保了现代飞机产品的精确组装和精益制造。

3.1可等效为并联机构的柔性调姿系统

飞机组装使用带有数控定位器的姿态控制系统作为模块化，以将要组装的零件同步驱动到安装位置。多个CNC定位器用作柔性工具系统的运动执行机构，该系统通过球形接头连接到大多数飞机。这对应于带有冗余驱动器的六自由度并行机制。在分支链的情况下，使用固定框架作为固定平台，并且通过多轴协调运动实现飞机部件的姿态调整和定位。

3.2基于并联机构的离线重构柔性调姿系统

作为运动平台，并联机构具有广泛的适应范围，并克服了數控定位器形式的姿态调节机构的灵活性。Lchte等人使用6-SPS并联机构代替了3坐标数控定位器，在飞机的各个部件上设置了不同的铰链点，并通过将并联机构的平行链连接到不同的铰链点进行了重新配置。建议实现可能的调整。Prause等人使用3-PUU并联机构来调节机身壁板的姿态，并且并联机构的分支链配置可提供更好的承载比和定位精度。为了满足飞机零件的不同定位要求，ART设计了一个序列化模块化并行机制。安装并联机构后，可通过外部测量和调节装置进行调节和固定（或手动调节）。这有效地降低了对并联机构本身和安装框架的精度要求，从而节省了成本。

4.飞机装配结构创新

目前，现存部分旧式装配工装，其机型的针对性强，往往同一系列产品不同机型的衍生下，又会出现功能性类似的装配工装。为达到高效、精准、节约成本的生产目的，并结合在制和在研产品特点，在此次设计中完全打破传统思维，采用全新的互换性快速设计理念，在满足装配生产定位要求的前提下，实现工装可换性，达到一工装适合多机型装配生产的目的，大大减少了同系列产品的工装数量，节约了占地空间和工装制造成本。通过对产品系列装配型架的研究，分析机型通用化，柔性化的可行性，并且结合产品体积大、内部结构复杂、定位的结构件多等特点，将工装设计成多自由度可协调的地面支撑平台，将定位器分布在可互换的模块式结构上，使其成为具有快速转换调整特点的模块化组合柔性共用平台，最终实现此类平台在不需要主体构件调整或改动前提下，可以通过转换、移动、调整产品定位或支撑部件来完成不同机型装配工作的目的。为实现系列化产品操作简洁化，各型号实现通用化及吊装安全，并方便工人操作，需要设计多种机构来实现位置转换功能，主要可调结构设计如下。

4.1底部基础平台

底部基础平台底部为3块平台模块拼接而成，平台底部用可调地脚调平。基础平台上面铺设总长12000mm重载导轨，使平台沿X方向可调，在基础平台上，沿导轨平行侧设计精制孔，间距200mm，并设计定位板，可孔对孔连接在任意两个精制孔上，定位板上均布5个长圆孔，使其能在Z方向上放开，这些长圆孔为导轨上模块的限位。

4.2小平台

小平台分布在底部基础平台的重载导轨上，每个小平台上铺设两道导轨，使小平台上方的调整立柱可沿Z方向调节，并设计带有等距限位孔的限位角座来进行限位，每个小平台上安装一对调整支座，每两个小平台为用正反螺纹杆连接，用于调节两个小平台之间的距离。

4.3可调立柱

可调立柱用举升机构进行升降，实现立柱上方的定位模块在Y方向的可调，举升机的升降转轴处设置有等距限位孔的手轮，通过转动手轮改换限位孔来对可调立柱进行上下方向的微调;立柱的顶杆设计为光面球头状，而连接在上方定位模块的接头设计为有光面球形凹槽的杯状接头，可用螺纹备紧，顶杆与杯型接头对接实现柔性框架与定位器间的结合与分离。

5.结束语

总之，目前我国航空制造业在进行飞机装配时所使用的技术仍然较为落后，但只要我们引起足够重视，通过现代化的技术手段提高装配技术水平，就能够逐渐提高飞机装配水平，加速航空制造业的整体发展，为我国居民的飞机出行提供更多安全保障。

参考文献：

[1]  刘春，许兵，张洪瑞，王巍.飞机数字化装配仿真技术综述[J].机械工程师，2019（10）：1-4.

[2]  惠巍，沈波，胡保华，惠飞，郭玲玲.飞机装配工艺三维数字化设计[J].西安工业大学学报，2019，35（02）：112-118.

[3]  何丽红.三维装配仿真技术在飞机数字化装配中的应用[J].黑龙江科学，2019，6（04）：76+75.

（作者单位：中航飞机股份有限公司）