对于一些复杂产品来说,由于产品结构复杂、尺寸大、零件多、刚性小,最终的装配质量是 由工装来进行保障的,所以制造过程中的工装非 常重要。尤其是 在小批量、多品种的航空航天等国防军工产业,工装的研制严重制约着新产品的研制进程,是 企业实现快速转产和缩短新品开发周期的瓶颈。

近年来,我国许多大型的研究院所、科研院校以及制造企业在柔性工装方面开展了大量的研究。这些研究主要集中在组件、部件级别的装配方面,如清华大学针对薄壁件,设计了一种多点柔性智能工装系统,一次装夹可以实现多道工序的加工定位和维形工作;中航工业公司针对飞机机身部件结构特点,研发了机身部件数字化柔性装配工装,吉林大学基于分层逐步成型原理,提出了加工小型板材三维零件的单点渐进成型柔性化薄壁零件拉伸成型工装;以及沈飞研究并工程化的翼身整体结构后段数字化柔性装配系统、西北工业大学设计的部件级数字化柔性工装系统、北京航空航天大学和沈飞合作设计的可重构的调形单元阴、西北工业大学研制的机身壁板类组件装配工装、北京航空制造工程研究所与浙江大学等研制的柔性对接工装系统等。从现有技术成果来看,国内柔性工装技术水平与国外技术相比差距还很大,大部分仅实现局部柔性化,工装结构比较单一,互换性不高,难以满足柔性生产的需要。
而在工装数字化制造方面,西北工业大学建立了基于.NET和基于Web的工装全生命周期管理系统,利用动态服务器网页技术,开发了基于浏览器/服务器三层网络体系结构的工装全生命周期管理系统。同时,航天企业利用基于A VDIM结构管理技术实现工艺装备数据全生命周期管理;航空企业在分析了民机研制中工艺装备的作用、应用情况和发展趋势的基础上,制定了民机工艺装备数字化制造标准的制定与实施解决方案。国内在工装的虚拟设计、协同设计等方面也开展了大量研究。北京航空航天大学针对目前飞机制造工装中典型配套结构的关系梳理工作量大的问题,引人了虚拟件概念,研究了自动化模型配套方法;南京航空航天大学针对飞机工装协同设计难点和特点,分析了飞机工装语义协同的必要性,提出了基于TeamCenterEngineering的飞机工装语义协同设计实现框架。与国外相比,我国的工装数字化制造还处于技术研发和初步使用阶段,技术成熟度整体不高,数字化程度较低。
作为未来工装系统的主要发展方向,柔性工艺装备因具有模块化、可重构、数字化、自动化等特点,一定会得到越来越广泛的应用。随着需求的增加和应用范围的越来越广,柔性工装发展的一个重要条件是 低成本。近年来提出的“可负担得起的柔性工装”概念,是 通过低成本工业机器人来调整配置工装装备,把主动调整的柔性工装变为被动式调整,简化了工装的设计和结构,从而降低工装成本。随着对工装性能要求的提高,现代的柔性工装已经演变为一个集成了数字化测量设备,配备专门控制系统和各种软件的综合系统。传统的以数字量为主、辅助量为辅的协调工作法开始被全数字量传递的协调工作法代替,基于模型的设计工装三维数模将取代二维图纸,成为产品研制的唯一制造依据,企业在产品制造过程中传递和采集的信息将是 数字的,先进的数字化技术将贯穿工装研制的整个生命周期,并在全过程中实现数据源一致的信息共享、流程优化的过程协同。现代工装与各辅助系统紧密集成,将各项关键技术有机集成起来,形成了综合工装系统,能够协同高效工作。只有在与系统高度集成之后,柔性工装才能得到更好地实施应用,这是 柔性工装未来发展需要解决的重要问题。
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