● 摘要
飞机装配不仅技术难度大而且涉及学科领域众多，是一项综合性技术，其技术水平直接体现了飞机制造的先进性。传统的基于刚性装配工装的飞机装配模式周期长、效率低、占地多，已经满足不了现代飞机快速研制的需求。以提高装配工装的通用性、降低生产成本、缩短研发周期为目标的柔性装配工装技术已成为当前热点。本文对机头壁板部件数字化柔性装配工装设计、装配工装虚拟样机建模与分析、装配工艺规划技术方面进行了研究。
针对飞机机头部件的变曲率外形特点，采用模块化、多点可重构的设计思想，设计了一套能够满足一系列飞机机头壁板部件装配需求的柔性装配工装。该柔性工装由12台三坐标柔性定位器和三个工装基座组成，每四台柔性定位器为一组，可实现对侧壁板和上壁板部件空间六自由度位姿调整。
对柔性定位器中伺服电机、滚珠丝杠等传动机构的选用进行了理论校核计算。利用ABAQUS有限元分析软件对整个柔性装配工装和关键零部件进行了强度、刚度分析，预测使用过程中工装的变形和应力分布，预测装配工装的薄弱环节，从而避免在危险状态下使用工装。
利用ADAMS多体动力学仿真软件构建了柔性装配工装虚拟样机。结合实际装配条件，给出了柔性装配工装运动学反解算法，利用MATLAB软件计算了运动学反解结果，并与ADAMS运动学反解结果进行了比较，验证了ADAMS仿真结果的准确性。在ADAMS软件中进行了柔性装配工装动力学反解，给出了各台柔性定位器的驱动轨迹，验证了柔性装配工装功能的可实现性。
对飞机机头部件装配进行了装配工艺规划，划分了机头装配单元，确定了装配基准和定位方法，设定了各个装配单元的装配顺序和装配轨迹。利用DELMIA软件对飞机机头装配过程进行了仿真模拟，验证了装配序列规划和路径规划的可行性和合理性。