飛機數(shù)字化裝配柔性工裝技術(shù)研究

飛機數(shù)字化裝配柔性工裝技術(shù)研究

在當前國內(nèi)航運業(yè)大力推廣飛機配置數(shù)字化和柔性化的情況下，迫切需要深入研究飛機數(shù)字化安裝的柔性安裝技術(shù)。建立靈活的安裝技術(shù)體系，規(guī)范和指導(dǎo)國內(nèi)靈活配置的設(shè)計、制造和應(yīng)用，提高國內(nèi)飛機配置的數(shù)字、柔性化和柔性化水平，靈活配置的應(yīng)用范圍。當前飛機裝配中應(yīng)用的工裝主要有兩種結(jié)構(gòu)形式:剛性工裝和柔性工裝。剛性工裝剛性專用,設(shè)計制造周期長、存儲占地面積大,而且結(jié)構(gòu)開敞性差,不利于先進自動化連接設(shè)備和連接技術(shù)的應(yīng)用。而柔性工裝克服了剛性工裝的上述缺點,具有數(shù)字化、柔性可重復(fù)利用的特點,同時結(jié)構(gòu)開敞性好,在產(chǎn)品裝配時便于應(yīng)用各種自動化連接設(shè)備。國外通過廣泛應(yīng)用各種數(shù)字化柔性工裝,不僅提高了飛機裝配效率,同時降低了飛機生產(chǎn)制造成本,實現(xiàn)了現(xiàn)代飛機產(chǎn)品的精確裝配、精益制造,大幅度提高了飛機裝配水平。當前,國外在飛機產(chǎn)品的各個裝配階段(組件級、段(部)件級、部件對接級)中,均已經(jīng)發(fā)展應(yīng)用了相應(yīng)的柔性工裝。而國內(nèi)在飛機裝配中應(yīng)用的工裝結(jié)構(gòu)仍主要以傳統(tǒng)的剛性、專用形式為主。雖然近年來也研制了一些數(shù)字化柔性工裝設(shè)備,如北航和沈飛合作研制的用于壁板類組件裝配的數(shù)控柔性多點工裝,北京航空制造工程研究所、浙江大學等研制的飛機大部件對接柔性工裝系統(tǒng)等。但從整體上看,國內(nèi)在飛機裝配柔性工裝的研究應(yīng)用上仍處于起步階段,柔性工裝的研制和應(yīng)用缺乏規(guī)范和指導(dǎo),能夠成功應(yīng)用的柔性工裝數(shù)量較少,不能形成規(guī)模,特別是在飛機組件級、段(部)件級裝配中,更是缺乏深入的研究應(yīng)用。因此,在當前國內(nèi)航空制造業(yè)大力提倡飛機裝配數(shù)字化、柔性化的背景下,亟需深入研究飛機數(shù)字化裝配柔性工裝技術(shù),通過建立柔性工裝技術(shù)體系,以規(guī)范和指導(dǎo)國內(nèi)柔性裝配工裝的設(shè)計制造及應(yīng)用,從而提高國內(nèi)飛機裝配工裝的數(shù)字化、柔性化技術(shù)水平以及柔性工裝的應(yīng)用規(guī)模。這對促進國內(nèi)飛機數(shù)字化裝配技術(shù)的發(fā)展,進而提高國內(nèi)飛機產(chǎn)品的核心競爭力具有重要意義。飛機安裝類型和安裝1數(shù)字化裝配模式飛機裝配技術(shù)在發(fā)展中,由于飛機制造互換協(xié)調(diào)方式的不同,形成了兩種典型的裝配模式:一是基于模擬量傳遞的傳統(tǒng)裝配模式,這是傳統(tǒng)的飛機裝配方法;一是基于數(shù)字量傳遞的數(shù)字化裝配模式,這是現(xiàn)代飛機裝配的主要方式。傳統(tǒng)裝配模式下,互換協(xié)調(diào)基于模擬量傳遞,零件基于相互聯(lián)系原則制造,即從模線到樣板樣件一直到飛機零件的制造和裝配,各個環(huán)節(jié)之間是依次利用和依靠的關(guān)系,環(huán)環(huán)相扣、缺一不可,整個裝配過程主要采用串行模式,飛機產(chǎn)品制造周期長?，F(xiàn)代飛機制造中,通過充分應(yīng)用各種數(shù)字化技術(shù)實現(xiàn)了飛機從設(shè)計制造到裝配檢驗的全數(shù)字量傳遞,形成了基于計算機輔助工藝設(shè)計、數(shù)字化柔性工裝定位、數(shù)控自動鉆鉚設(shè)備連接以及數(shù)字化測量設(shè)備檢驗的數(shù)字化裝配模式。2早期定位接頭件的安裝技術(shù)工裝結(jié)構(gòu)一般具有一個剛性骨架,用剛性的內(nèi)型或外型卡板作為主要的定位夾緊件,通過快干水泥將其與骨架剛性連接。定位夾緊件的位置準確度主要由其安裝方法和加工精度決定,早期定位夾緊件的安裝主要依靠模擬量形式的標準樣件,其加工精度主要靠加工完成后的手工修整保證,因此工裝的定位精度相對較低,從而限制了飛機的裝配精度,使得早期飛機的壽命和安全可靠性都相對較低。當前國內(nèi)的飛機裝配模式基本上還是傳統(tǒng)的裝配模式,近年來數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用雖然提高了工裝的制造精度和安裝準確度,但其仍然具有傳統(tǒng)剛性工裝的弊端,這也制約了國內(nèi)飛機裝配技術(shù)的發(fā)展。3數(shù)字化及模塊化組合柔性工裝一般具有柔性化、數(shù)字化、模塊化和自動化的特點。柔性化表現(xiàn)在工裝具有快速重構(gòu)調(diào)整的能力,從而一套工裝可以用于多個產(chǎn)品的裝配,這也是柔性工裝的最根本特點;數(shù)字化特點體現(xiàn)在其從設(shè)計、制造、安裝到應(yīng)用均廣泛采用數(shù)字量傳遞方式,是一種數(shù)字化的工裝;模塊化體現(xiàn)在柔性工裝在硬件上主要由具有模塊化結(jié)構(gòu)特點的單元組成,模塊化結(jié)構(gòu)單元的重構(gòu)實現(xiàn)了工裝的柔性;各模塊化單元可自動調(diào)整重構(gòu),體現(xiàn)了柔性工裝自動化的特點。柔性工裝的組成可以分為軟件和硬件兩部分,軟件主要包括控制軟件、測量軟件、裝配仿真軟件和優(yōu)化計算軟件等;硬件主要包括組合在一起的多個模塊化結(jié)構(gòu)單元、數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)字化測量設(shè)備等。3.2數(shù)字量驅(qū)動數(shù)據(jù)柔性工裝是一種數(shù)字化工裝,其在應(yīng)用中主要依靠各個模塊化單元來定位零件,因此模塊化單元的位置準確度決定了柔性工裝的定位精度。模塊化單元的位置準確度主要通過以下3條途徑保證:(1)模塊化單元的運動調(diào)整數(shù)據(jù)以數(shù)字量的形式傳遞給數(shù)控系統(tǒng);(2)控制系統(tǒng)精確的控制模塊化單元運動;(3)模塊化單元運動到位后由專門的鎖緊機構(gòu)鎖緊。在上述3條途徑的保證下,柔性工裝的定位精度一般都能保證在0.1mm以內(nèi)。模塊化定位單元的驅(qū)動數(shù)據(jù)從生成到傳遞給數(shù)控系統(tǒng)到最終定位,整個過程實現(xiàn)了全數(shù)字量傳遞,是數(shù)字化柔性工裝具有高定位精度的重要原因。而數(shù)字量形式的驅(qū)動數(shù)據(jù)則是所有數(shù)字量傳遞的源頭和基礎(chǔ),是柔性工裝高定位精度的保證。柔性工裝的數(shù)字量驅(qū)動數(shù)據(jù)主要有3種類型:理論驅(qū)動數(shù)據(jù)、實測驅(qū)動數(shù)據(jù)和優(yōu)化驅(qū)動數(shù)據(jù)。理論驅(qū)動數(shù)據(jù)是通過對零件數(shù)模和工裝數(shù)模進行裝配仿真,根據(jù)裝配仿真結(jié)果計算得到的工裝驅(qū)動數(shù)據(jù);理論驅(qū)動數(shù)據(jù)由于沒有考慮零件及工裝的制造誤差,因此,應(yīng)用理論驅(qū)動數(shù)據(jù)工裝往往不能到達最佳位置,但其生成迅速,簡便易用,適用于剛性相對較弱的零件的裝配上。實測驅(qū)動數(shù)據(jù)是通過利用數(shù)字化測量設(shè)備獲得裝配件上定位關(guān)鍵點實際位置數(shù)據(jù),然后經(jīng)過坐標變換以及各種補償計算轉(zhuǎn)化得到;實測驅(qū)動數(shù)據(jù)準確,精度高,但其生成需要借助數(shù)字化測量設(shè)備,周期較長;利用實測數(shù)據(jù)驅(qū)動工裝,適用于一些機加承力件的裝配。優(yōu)化驅(qū)動數(shù)據(jù)是通過對理論數(shù)據(jù)和實測數(shù)據(jù)進行比較分析并優(yōu)化計算得到的工裝驅(qū)動數(shù)據(jù),其生成需要借助專門的優(yōu)化算法,而且要利用理論數(shù)據(jù)和實測數(shù)據(jù),因此生成周期較長,應(yīng)用復(fù)雜,但其精度高;主要用于裝配過程復(fù)雜、對裝配精度要求高的飛機部件裝配或大部件對接裝配中。柔性工裝的3種驅(qū)動數(shù)據(jù)的生成過程及其在應(yīng)用中的傳遞方式如圖1所示。3.3飛機裝配工裝設(shè)計中的應(yīng)用柔性工裝的柔性可重構(gòu)功能,實現(xiàn)了飛機裝配中工裝與零件“一對多”的模式;而且柔性工裝基于數(shù)字量傳遞,實現(xiàn)了工裝的數(shù)字化定位,具有傳統(tǒng)工裝不可比擬的優(yōu)勢。首先,柔性工裝的快速重構(gòu)功能使飛機裝配工裝的設(shè)計制造等準備周期大大縮短,提高了工裝快速響應(yīng)產(chǎn)品變化能力;同時柔性工裝的“一架多用”功能大幅度減少了工裝數(shù)量及工裝存儲占地面積和工裝設(shè)計制造成本。因此,柔性工裝既適應(yīng)了現(xiàn)代飛機小批量多批次的生產(chǎn)要求,又順應(yīng)了精益制造理念的潮流,代表了飛機裝配工裝的發(fā)展方向。其次,柔性工裝通過采用數(shù)字化工裝驅(qū)動數(shù)據(jù),結(jié)合先進數(shù)字控制技術(shù),實現(xiàn)了飛機裝配工裝的數(shù)字化定位,改變了傳統(tǒng)工裝模擬量定位方式,提高了工裝的定位準確度。同時柔性工裝的數(shù)字控制調(diào)形重構(gòu)功能使工裝重構(gòu)前后具有基本相同的定位精度,保證了裝配工裝的協(xié)調(diào)性。第三,柔性工裝結(jié)構(gòu)開敞,更適合各種自動化數(shù)控鉆鉚設(shè)備的應(yīng)用。數(shù)控鉆鉚設(shè)備通過集成數(shù)字化的柔性工裝,形成各種形式的自動化裝配單元,是飛機數(shù)字化裝配模式下的一個鮮明特征。多節(jié)點真空吸盤式柔性工裝概括當前國外飛機裝配中應(yīng)用的柔性工裝,按其結(jié)構(gòu)特征劃分,一共存在4類典型柔性工裝:多點陣真空吸盤式柔性裝配工裝、行列式柔性裝配工裝、分散式部件裝配柔性工裝及各種形式大部件自動對接平臺。多點陣真空吸盤式柔性工裝的模塊化單元為帶真空吸盤的立柱式單元,其在空間具有3個方向的運動自由度,通過控制立柱式單元生成與壁板組件曲面外形一致并均勻分布的吸附點陣,利用真空吸盤的吸附力,可精確定位并夾持零件(圖2)。多點陣真空吸盤式柔性工裝中各模塊化單元的運動調(diào)整主要通過伺服電機驅(qū)動,其控制系統(tǒng)一般采用標準數(shù)控系統(tǒng)的形式,通過現(xiàn)場總線控制多個模塊化單元的自動調(diào)形。多點陣真空吸盤式柔性工裝可分為立式、臥式和環(huán)式3種結(jié)構(gòu)形式,在機身壁板類組件的裝配中,主要應(yīng)用立式和環(huán)式結(jié)構(gòu)的工裝;臥式結(jié)構(gòu)工裝則在一些復(fù)材結(jié)構(gòu)的水平尾翼和垂直尾翼的裝配中有應(yīng)用。圖2是在波音公司在機身壁板裝配中應(yīng)用的立式結(jié)構(gòu)柔性工裝。多點陣真空吸盤式柔性工裝在應(yīng)用時,驅(qū)動數(shù)據(jù)采用理論數(shù)據(jù)。工裝工作流程如下:首先根據(jù)裝配件數(shù)模及工裝數(shù)模計算得到工裝理論驅(qū)動數(shù)據(jù),然后將理論驅(qū)動數(shù)據(jù)傳給控制系統(tǒng),控制各模塊化單元迅速調(diào)形重構(gòu),生成與壁板曲面符合并均勻分布的點陣;模塊化單元調(diào)整到位后,根據(jù)零件上的定位特征和工裝的定位特征使零件上架;真空系統(tǒng)啟動,可靠的吸附夾緊零件,完成裝配。行列式結(jié)構(gòu)柔性工裝是一種由多個行列式排列的立柱單元構(gòu)成的工裝,各立柱單元為模塊化結(jié)構(gòu),獨立分散排列,每個立柱單元上裝有夾持單元,夾持單元一般具有3自由度的運動調(diào)整能力,從而可通過調(diào)整各立柱單元上多個夾持單元排列分布,來實現(xiàn)對不同飛機零件的裝配。行列式柔性工裝結(jié)構(gòu)原理如圖3所示。行列式結(jié)構(gòu)柔性工裝主要用于大型飛機的機翼壁板和翼梁裝配。行列式工裝結(jié)構(gòu)開敞性好,多與自動鉆鉚機配合使用。行列式柔性工裝在應(yīng)用時與多點陣真空吸盤式工裝類似,也是采用理論驅(qū)動數(shù)據(jù),理論數(shù)據(jù)可根據(jù)零件數(shù)模得到,所有零件對應(yīng)的工裝理論驅(qū)動數(shù)據(jù)都可以存儲在一個數(shù)據(jù)庫里,當需要裝配某個零件時,可直接調(diào)用。行列式工裝的調(diào)整可通過工裝系統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)主動調(diào)整,也可借助集成在一起的自動化的數(shù)控設(shè)備來被動調(diào)整。3裝備裝配精度的優(yōu)化分散式部件裝配柔性工裝是一個集成了工裝(一般稱為定位器)、定位計算軟件(或者為圖像操作界面GUI)、控制系統(tǒng)(包括人機操作界面HMI)和數(shù)字化測量系統(tǒng)的綜合集成系統(tǒng),如圖4所示。分散式部件裝配柔性工裝系統(tǒng)主要用于機身部件或機翼部件的裝配,在應(yīng)用過程中,采用的是優(yōu)化的工裝驅(qū)動數(shù)據(jù),工裝首先根據(jù)待裝配部件的數(shù)模計算出工裝的理論驅(qū)動數(shù)據(jù),構(gòu)成部件的各組件安裝到定位器上,然后定位器在控制系統(tǒng)驅(qū)動下,到達理論位置,此時利用激光跟蹤儀測量各組件的實際位置數(shù)據(jù),將其值與理論位置數(shù)據(jù)進行比較,如果符合公差要求,將進行裝配,如果不符合,則需要重新計算定位位置,重新調(diào)整定位器,直到滿足裝配誤差要求。整個裝配流程如圖5所示。當前應(yīng)用廣泛的兩個分散式柔性工裝系統(tǒng)是M.Torres公司的MTPS系統(tǒng)和AIT公司的自動定位準直系統(tǒng)APAS。前者在空客系列飛機的機身部件裝配及運輸機A400M的機翼部件裝配中得到了應(yīng)用,后者則在波音747的機身部件裝配中得到了應(yīng)用。4混聯(lián)式結(jié)構(gòu)平臺與分散式部件結(jié)構(gòu)柔性工裝類似,大部件自動化對接平臺也是一個集成了工裝、測量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和計算機軟件的綜合系統(tǒng)。工裝驅(qū)動采用優(yōu)化的驅(qū)動數(shù)據(jù),在控制系統(tǒng)的控制下工裝完成定位位置的調(diào)整、固定。根據(jù)工裝的結(jié)構(gòu)特點可把當前的大部件對接平臺分為3種形式:柱式結(jié)構(gòu)工裝平臺、塔式結(jié)構(gòu)工裝平臺和塔柱混聯(lián)式結(jié)構(gòu)的工裝平臺。柱式結(jié)構(gòu)平臺結(jié)構(gòu)簡單、開敞性好,但其承載重量相對較小,多用于支線客機或軍機等中小型飛機的裝配中。在F35的部件對接中,采用的AIT公司的EMAS系統(tǒng),就是一個典型的柱式結(jié)構(gòu)平臺。塔式結(jié)構(gòu)平臺形體較大,具有像伸縮臂一樣的運動調(diào)整部分,可從側(cè)面支撐和驅(qū)動部件,承載重量大,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,多用于大型客機如空客A380的對接。混聯(lián)式結(jié)構(gòu)平臺吸收了上述兩種平臺結(jié)構(gòu)的優(yōu)點,將柱式結(jié)構(gòu)的定位工裝通過連接托架兩兩相連,用連接托架支撐部件,通過調(diào)整托架來調(diào)整部件的空間位置;這種結(jié)構(gòu)形式的對接平臺開敞性好,承載重量大,而且部件在調(diào)整時,受力條件好、調(diào)整靈活,代表了飛機大部件自動化對接平臺的發(fā)展方向。在波音公司最新的波音787和空客公司最新的A350的部件對接中都采用了這種混聯(lián)式結(jié)構(gòu)的對接平臺。柔性安裝的關(guān)鍵技術(shù)1結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)柔性工裝雖然是一種柔性可重復(fù)利用的工裝,但其本質(zhì)決定了必須有足夠的結(jié)構(gòu)強度和結(jié)構(gòu)剛度來保證其定位準確度;同時,柔性工裝要實現(xiàn)其柔性功能,使得其結(jié)構(gòu)較一般剛性工裝復(fù)雜。因此,針對柔性工裝特點的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)是柔性工裝設(shè)計的一項重要技術(shù)。柔性工裝的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)主要包括:工裝結(jié)構(gòu)(特別是骨架結(jié)構(gòu))輕量化設(shè)計優(yōu)化以及靜剛度變形分析,針對工裝應(yīng)用工況的結(jié)構(gòu)模態(tài)分析,柔性工裝的柔性功能特性對其結(jié)構(gòu)的影響分析,模塊化單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計等。2數(shù)字化柔性裝配工裝的數(shù)據(jù)系統(tǒng)柔性工裝的自動重構(gòu)主要依靠控制技術(shù),由于工裝的機械結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜,為適應(yīng)工裝的結(jié)構(gòu),柔性工裝數(shù)控系統(tǒng)在滿足通用CNC數(shù)控系統(tǒng)功能基礎(chǔ)上,又具有自己的特點。(1)柔性工裝控制系統(tǒng)要具備控制大量執(zhí)行元件的能力,特別是需要具備精確控制超多(多于6)軸的能力。同時要求工裝控制系統(tǒng)具有開放性,伺服軸(電機)數(shù)量增減方便,而且數(shù)量增減不影響控制精度。(2)柔性工裝控制系統(tǒng)通過控制伺服電機實現(xiàn)柔性工裝中大量定位點的運動控制,柔性工裝的功用決定了在應(yīng)用中一般只關(guān)心其各定位點最終的位置精度,而不關(guān)心運動軌跡精度,因此,柔性工裝數(shù)控系統(tǒng)一般不需具備多軸同步和插補功能。(3)為適應(yīng)工裝設(shè)備一體化的發(fā)展趨勢,柔性工裝控制系統(tǒng)要能適應(yīng)多種總線拓撲結(jié)構(gòu),以便能與其他數(shù)控設(shè)備的數(shù)控系統(tǒng)集成。當前絕大多數(shù)柔性工裝的控制系統(tǒng)都是根據(jù)柔性工裝的特點自主開發(fā)的專門系統(tǒng),雖然也有部分柔性工裝采用通用的商業(yè)CNC數(shù)控系統(tǒng)(如Siemens等),但商業(yè)數(shù)控系統(tǒng)集成的許多復(fù)雜功能(如插補)往往得不到應(yīng)用,從而會使工裝在一定程度上存在成本浪費。因此,適應(yīng)柔性工裝需求和特點的先進控制技術(shù)是數(shù)字化柔性裝配工裝的一個關(guān)鍵技術(shù)。數(shù)字量驅(qū)動數(shù)據(jù)生成技術(shù)是柔性工裝的重要關(guān)鍵技術(shù)之一。當前柔性工裝的驅(qū)動數(shù)據(jù)主要有3種形式:理論驅(qū)動數(shù)據(jù)、實測驅(qū)動數(shù)據(jù)以及優(yōu)化驅(qū)動數(shù)據(jù)等3種形式,因此,相應(yīng)的數(shù)據(jù)生成技術(shù)也有3種。(1)理論驅(qū)動數(shù)據(jù)主要在裝配仿真環(huán)境中生成,在工裝應(yīng)用前,通過利用裝配仿真技術(shù),綜合考慮裝配件的幾何信息、作業(yè)路線、工作指令等,可提前發(fā)現(xiàn)工裝應(yīng)用中的問題,以優(yōu)化裝配工藝和路徑,同時根據(jù)優(yōu)化的裝配路徑,生成工裝理論驅(qū)動數(shù)據(jù)。因此,工裝的理論驅(qū)動數(shù)據(jù)生成涉及到裝配仿真軟件的二次開發(fā)技術(shù)。當前在飛機設(shè)計領(lǐng)域和裝配仿真中廣泛應(yīng)用的軟件環(huán)境是達索公司的CATIA和DELMIA,因此基于CATIA/DELMIA的二次開發(fā)技術(shù)是生成工裝理論驅(qū)動數(shù)據(jù)的關(guān)鍵技術(shù)。(2)實測驅(qū)動數(shù)據(jù)主要由數(shù)字化測量設(shè)備提供,因此,基于數(shù)字化測量設(shè)備的數(shù)字化測量技術(shù)是生成柔性工裝實測驅(qū)動數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。(3)優(yōu)化驅(qū)動數(shù)據(jù)的生成需要集成理論數(shù)據(jù)和實測數(shù)據(jù),同時要針對飛機不同結(jié)構(gòu)的裝配特點具體計算。當前主要在飛機部件裝配以及大部件對接中應(yīng)用優(yōu)化的工裝驅(qū)動數(shù)據(jù),因此,研究針對飛機部件裝配及大部件對接等的裝配優(yōu)化算法是生成優(yōu)化驅(qū)動數(shù)據(jù)的核心關(guān)鍵技術(shù)。隨著對飛機疲勞壽命和安全可靠性要求逐步提高,對飛機裝配質(zhì)量提出了更高的要求。現(xiàn)代飛機的裝配質(zhì)量要求除了嚴格的氣動外形準確度要求以外,裝配過程中主承力構(gòu)件的應(yīng)力水平高低也正逐漸成為評價飛機裝配質(zhì)量的一個重要指標。尤其是隨著飛機結(jié)構(gòu)剛度的增強,主承力構(gòu)件的應(yīng)力水平高低將直接影響飛機的結(jié)構(gòu)強度和疲勞壽命。因此,檢測飛機主承力結(jié)構(gòu)件所承受的應(yīng)力水平具有重要意義。飛機裝配中應(yīng)力檢測的需求使精密傳感技術(shù)成為柔性工裝的核心關(guān)鍵技術(shù)之一。當前在飛機裝配中直接檢測零件的應(yīng)力水平還很困難,而通過在工裝中集成傳感檢測元件,通過測量檢測裝配過程中工裝的應(yīng)力變化和位移變化來反求零件應(yīng)力應(yīng)變水平則相對容易實現(xiàn)。同時工裝中集成傳感檢測元件,通過與控制系統(tǒng)集成,可根據(jù)傳感檢測元件的讀數(shù)來調(diào)整裝配過程中的工裝運動,使柔性工裝成為一種被動式的“自適應(yīng)”工裝,從而可減少或消除裝配中的強迫裝配及其形成的裝配應(yīng)力。因此,針對柔性工裝結(jié)構(gòu)及應(yīng)用特點的傳感檢測技術(shù)也是柔性工裝的一些重要技術(shù)。當前在用于飛機關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部位的裝配工裝(如機身部件裝配、大部件對接等)上,已經(jīng)大量安裝應(yīng)用了傳感檢測元件,如用于機身部件裝配的APAS系統(tǒng)用于大部件對接的EMAS系統(tǒng)等。5柔性工裝的集成隨著對工裝性能要求越來越高,現(xiàn)代的柔性工裝已經(jīng)不再像傳統(tǒng)的剛性工裝那樣是一個單純的機械裝置,而發(fā)展演變成為一個集成了數(shù)字化測量設(shè)備,配備專門控制系統(tǒng)和各種軟件的綜合系統(tǒng)。工裝系統(tǒng)化、集成化是現(xiàn)代柔性工裝的一個顯著特點。而作為一個系統(tǒng)化的柔性工裝,要能正常應(yīng)用,則必須能將其各項關(guān)鍵技術(shù)有機集成起來,并能夠一同高效工作。因此,柔性工裝的系統(tǒng)集成技術(shù)是柔性工裝實施應(yīng)用的關(guān)鍵,是柔性工裝的核心關(guān)鍵技術(shù)。柔性工裝的系統(tǒng)集成技術(shù)主要包括柔性工裝技術(shù)集成的各種條件分析、研究各技術(shù)間的相關(guān)性和聯(lián)系、技術(shù)集成中的數(shù)據(jù)組織和流動分析以及工裝系統(tǒng)的應(yīng)用調(diào)試技術(shù)等。柔性工裝低成本化現(xiàn)代飛機精益制造的理念和航空行業(yè)競爭日益激烈的現(xiàn)狀,要求飛機制造中必須最大限度的降低成本,柔性工裝的出現(xiàn)已經(jīng)降低了飛機的制造成本,但出于進一步控制成本的需要,柔性工裝自身也在向低成本化發(fā)展。因此,柔性工裝的一個重要發(fā)展趨勢是工裝的低成本化。柔性工裝低成本化的一個表現(xiàn)是工裝的調(diào)整重構(gòu)由主動式調(diào)整向被動式調(diào)整發(fā)展。主動式調(diào)整的柔性工裝由于需要多個電機和一個專用的超多軸的控制系統(tǒng),造成工裝成本增高。而采用被動式的調(diào)整方式可減少電機數(shù)量及專用多軸數(shù)控系統(tǒng),降低成本。國外有學者提出了“可負擔得起的柔性工裝”概念,通過利用低成本的商品化工業(yè)機器人來調(diào)整配置工裝,使柔性工裝的調(diào)整方式由主動式變?yōu)楸粍邮?降低了工裝成本;而機器人通過集成激光跟蹤測量系統(tǒng),也可以具有很高的位置精度,保證了定位的精確性。另外,從當前飛機裝配技術(shù)的發(fā)展趨勢來看,根據(jù)零件關(guān)鍵特征直接裝配,從而減少或消除工裝,也是出于降