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飞机柔性装配数字化协调控制技术和夹具柔性策略(一)、飞机装配过程中的数字化协调与计算机数字控制技术
1、装配过程中的数字化协调
飞机柔性化装配技术已经不是原来单一的飞机装配工艺和装配工装结合的问题，而是涉及很多个领域学科的交叉，包括制造、电子、计算、控制等多个学科的综合性技术，是现代先进技术的集成。采用数字化技术后的装配系统，不仅可以将原本用于各部分分别装配的部件组合在一起形成装配工作组，而且甚至可以将激光跟踪、数字控制等功能的设备集成其上，统一接收3D数字模型，保证数据源一致。在装配的设计和生产过程中，可以在数字化的技术和方法基础上上，结合各种技术将装配数字化协调。
2、计算机数字控制技术
计算机数字控制技术是飞机实现数字化柔性装配的基础，它将完成飞机装配过程中所需各种运动部件的精确定位和制孔、铆接，实现工装系统对飞机装配部件的可靠固定，保证飞机装配外形与数字化样机的一致性。柔性装配系统包括面向装配的设计系统、工艺数据准备系统、人机界面、轴和逻辑控制、三维激光测量、制孔铆接单元、移动定位平台、紧固件送料单元和柔性工装系统等。飞机柔性装配的电气控制是一种典型的网络化数字控制系统，采用了TCP/IP工业以太网和现场总线技术。飞机柔性装配电气控制系统的上层有面向装配的飞机设计系统和装配工艺数据准备系统。下层有移动定位平台、工装系统、制孔铆接单元等。移动定位平台本身是一个5坐标伺服控制装置，而柔性工装系统采用了更多的位置伺服轴，少则几十根，多则上百根。这种系统是信息技术、驱动技术、自动化技术、逻辑控制、过程控制的融合体。
数字化柔性装配是飞机数字化制造的重要工作，它保证了飞机装配过程中飞机制图的三维数字图形的几何外形与数学模型的唯一性和一致性，对提高装配效率和装配质量，降低出错率，减轻了工作人员的工作强度，提高工作强度，降低飞机的制造和装配成本，缩短研制周期有着十分重要的意义。随着科技的飞速发展，柔性数字化装配技术在飞机中的应用将会越来越广泛。
工装是为了保证零部件加工和装配质量，并最大程度提高装配效率的相关设备。“柔性”指的是对部件装配的各种条件做出快速响应的能力。三维柔性焊接平台定位夹持机构分为夹持器和定位器两部分。
(二)、夹具柔性策略
组合夹具和拼装夹具仍然是实现飞机零部件夹具柔性化的主要方法。
组合夹具由一套预先制造好的不同形状、不同规格、不同尺寸的标准元件及合件组装而成。既可以把某一工件的某一工序组装成专用夹具，也可以组装成通用可调夹具或成组夹具。
拼装夹具主要用于数控加工，通常由基础件和其他模块化元件组成，具有模块化结构。所谓模块化，是指将同一功能单元，设计成具有不同用途或性能的，且可以相互交换使用的模块，以满足不同的工件装夹需求。
同一功能单元中的模块，是一组具有同一功能和相同连接要素的元件，也包括能增加夹具功能的小单元。
拼装夹具与组合夹具之间有许多共同点，它们都具有方形、矩形和圆形的基础件，在基础件表面有网络孔系或槽系。两种夹具的不同点是组合夹具的万能性好，标准化程度高；而拼装夹具则为非标准的，一般是为本企业产品工件的加工需要而设计的。产品品种不同或加工方式不同的企业，所使用的模块结构会有较大差别。
这两种夹具统一称为柔性夹具。柔性夹具把专用夹具的设计、制造、使用、报废的单向过程变为组装、扩散、清洗入库、再组装的循环过程。具有应变能力强、设计和制造周期短、成本低等优点。还可减少夹具库房面积，有利于管理。组合夹具元件精度要求高、耐磨，能完全互换。
与专用夹具相比，组合夹具往往体积较大，显得笨重。此外，为了组装各种夹具，需要一定数量的组合夹具元件储备，即一次投资较大。对于某些形状复杂或形状不规则的工件，无法通过组合夹具来获得合适的工装。
定位精度、刚度、装卸性能等有时无法保证。飞机结构件由于精度高、形状复杂，专用夹具是必须的，而又由于品种多，一次性研制足够数量的夹具元件储备，在经济上是合算的。
柔性夹具包括槽系和孔系两类，槽系夹具元件间靠键和槽(键槽、T形槽)定位；孔系夹具则通过孔与销来实现元件间的定位。两类夹具的元件分类及其组装均有很大的相似性。夹具元件包括基础件、支承件、定位件、导向件、压紧件、紧固件、合件和其他件8类。孔系夹具没有导向元件，而是增加了辅助件。
与槽系夹具相比，孔系夹具精度高、刚性好、易于组装，特别是它可以方便地提供数控编程的基准，即编程原点，因此在数控机床上得到广泛应用。孔系夹具的缺点是调整性差，夹具应用范围小。夹具的调整性能对处于研制阶段的产品非常重要。飞机结构件的加工以数控加工为主，因此主要考虑孔系柔性夹具。
柔性夹具的另外一种表现形式是结构可调整夹具，即通过夹具的结构调整，而不是通过更换夹具元件的方法来满足工件装来要求。它建立在工件加工特征相似性的基础上，不用更换夹具元件或重新进行夹具的设计与组建，只是调整某些夹具元件的空间位置便能适不同类型零件的装夹要求。飞机结构件之间存在加工特征相似性，依照其相似性进行必要的分类成组，并按照对象继承关系，将零件类逐步细分。对相似零件类设计结构可调整的柔性夹具。
需要注意的是，夹具的柔性化只能针对有限种类的零件和制造工序，不能期望存在一种万能夹具，能满足所有结构件的加工需求。
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