● 摘要
型架是飞机装配的关键工艺装备。一套传统的刚性型架只能装配一个组合件或部件，这种制造模式已不能满足当今飞机制造业发展的需求，亟需研制面向不同组件或部件柔性装配的可重构数控型架。本文针对国内航空工厂壁板类组件装配生产的迫切需求，采用CAD/CAE技术相结合的研究方法，系统研究了面向飞机壁板类组件柔性装配的可重构数控型架系统硬件平台及其关键技术。文章首先介绍了数字化柔性装配系统的概念、评价方法及实现途径。具体到飞机制造业，又系统论述了飞机装配数字化虚拟仿真和柔性装配工装技术。基于对上述技术的深入理解，给出了面向飞机壁板类组件柔性装配的可重构数控型架系统组成，制定了总体技术方案，提出了实现系统设计开发的关键技术。本文将型架机械结构设计分为调形单元和型架骨架两部分。通过对各种调形方式的比较，确定调形单元采用并行机械式调形；通过理论计算，对调形单元主要传动件进行了选型，并完成了必要的强度、刚度以及稳定性的校核。依照逐步接近真实工作状况的顺序，对型架骨架结构进行了设计与完善，并基于ANSYS/Workbench对骨架进行了刚度、强度分析；同时结合壁板类组件装配时铆接的冲击工况以及型架复杂的工作环境对系统进行了模态分析，提取了振动特性。最后从硬件（物理连接结构和控制结构）和软件（软件结构）两个方面对控制系统的关键技术进行了研究，完善了面向飞机壁板类组件柔性装配的可重构数控型架系统。本文对面向飞机壁板类组件柔性装配的可重构数控型架涉及的关键技术进行了深入的研究，并依此建立了型架系统。该系统的建立为飞机数字化柔性装配技术体系的建立和完善提供了技术保障和硬件支持。