飛機(jī)制造業(yè)中的工藝裝備一般指機(jī)械加工夾具鸠珠、裝配型架吮骑、鈑金模具、焊接夾具涉功、測(cè)量檢驗(yàn)夾具等。機(jī)械加工是獲得飛機(jī)零件最終形狀和精度的最主要方法裕照，而機(jī)床夾具在保證飛機(jī)零件機(jī)械加工質(zhì)量和工裝加工效率方面起到重要作用攒发。據(jù)估計(jì)调塌，機(jī)床夾具數(shù)量約占飛機(jī)制造工裝數(shù)量的30%左右晋南，按設(shè)計(jì)惠猿、制造周期計(jì)算，一套專(zhuān)用機(jī)床夾具的平均設(shè)計(jì)制造周期約為30~50天负间。
　　飛機(jī)制造工藝裝備的柔性化偶妖，一直是航空工業(yè)迫切希望解決的問(wèn)題，因此得到了業(yè)界的廣泛重視政溃，并進(jìn)行了大量的研究趾访。柔性工裝是基于產(chǎn)品數(shù)字量尺寸協(xié)調(diào)體系，采用可重組模塊化結(jié)構(gòu)的工裝董虱，自動(dòng)化程度高扼鞋。柔性工裝系統(tǒng)目的是降低工裝制造成本，縮短工裝準(zhǔn)備周期愤诱，同時(shí)大幅度提高生產(chǎn)率云头。目前，研究者較多地關(guān)注于飛機(jī)裝配型架的柔性晋粱，而對(duì)于飛機(jī)零件（如飛機(jī)結(jié)構(gòu)件）锁澡、機(jī)械加工夾具（或稱(chēng)機(jī)床夾具）的柔性化，重視程度不夠馁惨、研究不多神翁。機(jī)床夾具的柔性是指夾具快速適應(yīng)不同形狀和尺寸工件裝夾要求的能力。
　　飛機(jī)結(jié)構(gòu)件是構(gòu)成飛機(jī)機(jī)體骨架和氣動(dòng)外形的重要零件业弊，其品種繁多誓贝、材料各異、功能重要于哩。從結(jié)構(gòu)上看剑瞻，飛機(jī)結(jié)構(gòu)件包括框、梁洪业、肋撼遵、接頭等類(lèi)別。為了減輕重量峭桅，進(jìn)行等強(qiáng)度設(shè)計(jì)甜杰，往往在零件上形成各種復(fù)雜的型腔、筋吵护。飛機(jī)結(jié)構(gòu)件不僅精度要求高盒音，而且有嚴(yán)格的重量控制和使用壽命要求，其機(jī)械加工難度大馅而、易變形祥诽、效率低譬圣。大飛機(jī)制造涉及大量種類(lèi)的結(jié)構(gòu)件，每類(lèi)結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)批量又較小雄坪，對(duì)每類(lèi)結(jié)構(gòu)件研制專(zhuān)用機(jī)床夾具厘熟，顯然是不合適的。

飛機(jī)結(jié)構(gòu)件機(jī)械加工夾具現(xiàn)狀

　　數(shù)控加工维哈，尤其是數(shù)控銑削绳姨，是目前飛機(jī)結(jié)構(gòu)件機(jī)械加工的主要方法。高速切削方法被普遍采用阔挠，如西飛大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件均在西飛數(shù)控中心完成加工飘庄，結(jié)構(gòu)件種類(lèi)包括機(jī)翼大梁、壁板购撼、梁間肋措暗、框、大型支撐接頭和對(duì)接接頭等纯亲，這些結(jié)構(gòu)件除具有槽腔多递蚪、壁厚薄、精度高等特點(diǎn)外艾蜓，需要滿(mǎn)足飛機(jī)變斜角理論曲面等飛機(jī)機(jī)翼結(jié)構(gòu)件的通常特性以外将窗，還具有零件輪廓尺寸大、槽腔深和基準(zhǔn)平面輪廓度要求嚴(yán)等特性[1]零反，成飛結(jié)構(gòu)件的加工分別在數(shù)控分廠和結(jié)構(gòu)件分廠進(jìn)行泻畏，大型結(jié)構(gòu)件在數(shù)控分廠完成，小型結(jié)構(gòu)件在結(jié)構(gòu)分廠進(jìn)行迫讨。目前委丈，在國(guó)內(nèi)整機(jī)廠中，結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工夾具存在如下普遍問(wèn)題凤阱。
（1）專(zhuān)用夾具數(shù)量多什偷，夾具適用范圍窄。
　　中航工業(yè)某公司結(jié)構(gòu)件廠在轉(zhuǎn)包項(xiàng)目及大飛機(jī)研制中需要加工大量以型材為原料的結(jié)構(gòu)件芹枷。這類(lèi)零件以銑邊和鉆孔加工為主衅疙。由于轉(zhuǎn)包任務(wù)的不確定性，且國(guó)內(nèi)大型飛機(jī)還處于研制過(guò)程中鸳慈，零件數(shù)量少但種類(lèi)多饱溢。為了保證加工質(zhì)量，每種零件均研制了專(zhuān)用夾具走芋，基座為比較笨重的鑄件绩郎，且定位精度不高。車(chē)間工具庫(kù)乃至車(chē)間地面上堆滿(mǎn)了各類(lèi)夾具翁逞。從生產(chǎn)一種零件轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)另一種零件時(shí)肋杖，夾具重新組合轉(zhuǎn)換時(shí)間在2h 左右溉仑，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率。飛機(jī)上的大型整體結(jié)構(gòu)件状植，如整體蒙皮和壁板浊竟，目前仍部分采用大型模胎來(lái)進(jìn)行銑削和切邊。模胎設(shè)計(jì)制造成本高浅萧、專(zhuān)用性強(qiáng)逐沙。大量模胎占用廠房面積哲思，庫(kù)房積壓嚴(yán)重版挣。
    （2）缺乏計(jì)算機(jī)輔助夾具拼裝系統(tǒng)和夾具生產(chǎn)流程管理系統(tǒng)。
    目前柴羞，夾具設(shè)計(jì)或夾具拼裝方案規(guī)劃基本上還是采取手工方式進(jìn)行婆裹。設(shè)計(jì)人員勞動(dòng)量大、效率低下稳嘁；設(shè)計(jì)質(zhì)量依賴(lài)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣乱险，質(zhì)量不穩(wěn)定、規(guī)范性差托习，夾具元件的查找和夾具拼裝費(fèi)時(shí)費(fèi)力石检。夾具生產(chǎn)流程管理混亂，缺乏夾具及夾具元件的分類(lèi)檢索方法虏淋。對(duì)于新的結(jié)構(gòu)件惯斥，可能存在合適的工裝，但由于難以查找尸查，或找到類(lèi)似工裝后病趋，缺乏科學(xué)的方法指導(dǎo)拼裝，設(shè)計(jì)者往往最終放棄利用已有夾具或夾具元件竖伯，而重新設(shè)計(jì)和制造存哲，這導(dǎo)致了巨大的浪費(fèi)。拼裝夾具完成工件加工任務(wù)后七婴，也不能及時(shí)有序地拆裝歸位祟偷。
（3）夾具自動(dòng)化程度低。
　　對(duì)于結(jié)構(gòu)件的裝夾打厘，目前仍然采用人工方法修肠，如螺釘壓板方式，費(fèi)時(shí)費(fèi)力婚惫。在很多情況下氛赐，夾具組裝時(shí)間和工件裝夾時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于工件切削時(shí)間，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下先舷。
　　夾具與數(shù)控機(jī)床在結(jié)構(gòu)及控制方面是獨(dú)立的艰管，難以通過(guò)數(shù)控指令滓侍，協(xié)調(diào)一致地對(duì)工件進(jìn)行定位、裝夾和進(jìn)退刀加工牲芋。
（4）夾具元件的標(biāo)準(zhǔn)化程度和模塊化程度低撩笆，這導(dǎo)致了夾具元件的可重復(fù)使用率不高、夾具互換性不強(qiáng)情庐、拼裝困難筷疹。
（5）不能支持采用MBD 技術(shù)的飛機(jī)零部件設(shè)計(jì)，缺乏三維夾具及夾具元件數(shù)模辙资，與飛機(jī)零部件設(shè)計(jì)的三維數(shù)字化協(xié)調(diào)程度不夠瞳竖。

夾具柔性策略

1 組合夾具和拼裝夾具
　　組合夾具和拼裝夾具仍然是實(shí)現(xiàn)飛機(jī)零部件夾具柔性化的主要方法。
　　組合夾具由一套預(yù)先制造好的不同形狀癌雷、不同規(guī)格乡捧、不同尺寸的標(biāo)準(zhǔn)元件及合件組裝而成。既可以把某一工件的某一工序組裝成專(zhuān)用夾具魄仙，也可以組裝成通用可調(diào)夾具或成組夾具牵观。
　　拼裝夾具主要用于數(shù)控加工，通常由基礎(chǔ)件和其他模塊化元件組成水惑，具有模塊化結(jié)構(gòu)塌自。所謂模塊化，是指將同一功能單元汽足，設(shè)計(jì)成具有不同用途或性能的悟旧，且可以相互交換使用的模塊，以滿(mǎn)足不同的工件裝夾需求诞外。同一功能單元中的模塊澜沟，是一組具有同一功能和相同連接要素的元件，也包括能增加夾具功能的小單元峡谊。
　　拼裝夾具與組合夾具之間有許多共同點(diǎn)茫虽，它們都具有方形、矩形和圓形的基礎(chǔ)件既们，在基礎(chǔ)件表面有網(wǎng)絡(luò)孔系或槽系濒析。兩種夾具的不同點(diǎn)是組合夾具的萬(wàn)能性好，標(biāo)準(zhǔn)化程度高啥纸；而拼裝夾具則為非標(biāo)準(zhǔn)的号杏，一般是為本企業(yè)產(chǎn)品工件的加工需要而設(shè)計(jì)的。產(chǎn)品品種不同或加工方式不同的企業(yè)斯棒，所使用的模塊結(jié)構(gòu)會(huì)有較大差別盾致。
　　本文將這兩種夾具統(tǒng)一稱(chēng)為柔性?shī)A具。柔性?shī)A具把專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)荣暮、制造庭惜、使用仇钞、報(bào)廢的單向過(guò)程變?yōu)榻M裝、擴(kuò)散籽钝、清洗入庫(kù)毯甘、再組裝的循環(huán)過(guò)程。具有應(yīng)變能力強(qiáng)航赦、設(shè)計(jì)和制造周期短沙书、成本低等優(yōu)點(diǎn)。還可減少夾具庫(kù)房面積犹狮，有利于管理优学。組合夾具元件精度要求高、耐磨熔徊，能完全互換烘牌。與專(zhuān)用夾具相比，組合夾具往往體積較大朽晓，顯得笨重。此外令聂，為了組裝各種夾具方仿，需要一定數(shù)量的組合夾具元件儲(chǔ)備，即一次投資較大统翩。對(duì)于某些形狀復(fù)雜或形狀不規(guī)則的工件仙蚜，無(wú)法通過(guò)組合夾具來(lái)獲得合適的工裝。定位精度厂汗、剛度委粉、裝卸性能等有時(shí)無(wú)法保證。飛機(jī)結(jié)構(gòu)件由于精度高娶桦、形狀復(fù)雜贾节，專(zhuān)用夾具是必須的，而又由于品種多衷畦，一次性研制足夠數(shù)量的夾具元件儲(chǔ)備栗涂，在經(jīng)濟(jì)上是合算的。
　　柔性?shī)A具包括槽系和孔系兩類(lèi)祈争，槽系夾具元件間靠鍵和槽（鍵槽斤程、T形槽）定位；孔系夾具則通過(guò)孔與銷(xiāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)元件間的定位菩混。兩類(lèi)夾具的元件分類(lèi)及其組裝均有很大的相似性忿墅。夾具元件包括基礎(chǔ)件、支承件棍潜、定位件恭吊、導(dǎo)向件骏疆、壓緊件、緊固件唤吐、合件和其他件8 類(lèi)潜佑。孔系夾具沒(méi)有導(dǎo)向元件诫幼，而是增加了輔助件镐准。
　　與槽系夾具相比，孔系夾具精度高翅殃、剛性好诈金、易于組裝，特別是它可以方便地提供數(shù)控編程的基準(zhǔn)臊娩，即編程原點(diǎn)拐棺，因此在數(shù)控機(jī)床上得到廣泛應(yīng)用】蛉孔系夾具的缺點(diǎn)是調(diào)整性差察绷，夾具應(yīng)用范圍小。夾具的調(diào)整性能對(duì)處于研制階段的產(chǎn)品非常重要津辩。飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的加工以數(shù)控加工為主拆撼，因此主要考慮孔系柔性?shī)A具。
　　柔性?shī)A具的另外一種表現(xiàn)形式是結(jié)構(gòu)可調(diào)整夾具[2]喘沿，即通過(guò)夾具的結(jié)構(gòu)調(diào)整, 而不是通過(guò)更換夾具元件的方法來(lái)滿(mǎn)足工件裝夾要求闸度。它建立在工件加工特征相似性的基礎(chǔ)上，不用更換夾具元件或重新進(jìn)行夾具的設(shè)計(jì)與組建, 只是調(diào)整某些夾具元件的空間位置便能適不同類(lèi)型零件的裝夾要求蚜印。飛機(jī)結(jié)構(gòu)件之間存在加工特征相似性莺禁，依照其相似性進(jìn)行必要的分類(lèi)成組，并按照對(duì)象繼承關(guān)系窄赋，將零件類(lèi)逐步細(xì)分哟冬。對(duì)相似零件類(lèi)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可調(diào)整的柔性?shī)A具。
　　需要注意的是寝凌，夾具的柔性化只能針對(duì)有限種類(lèi)的零件和制造工序柒傻，不能期望存在一種萬(wàn)能夾具，能滿(mǎn)足所有結(jié)構(gòu)件的加工需求央颈。
　　空中客車(chē)公司與英國(guó)Nottingham大學(xué)聯(lián)合研制的用于飛機(jī)翼肋鉆孔的柔性組合鉆模[3] 是為空客“下代復(fù)合機(jī)翼（NGCM）”研制工程服務(wù)的藻清。機(jī)翼零部件（蒙皮、翼肋等）在裝配型架上進(jìn)行鉆孔和鉸孔械耙。鉆模包括集成式復(fù)合基座诗差、氣囊式夾頭、電磁夾頭、蛛狀?yuàn)A頭搪狈、箱形接頭剪碱、軌道及手工斷路器等零部件。這些零部件均為DE-STA-CO公司的組合元件延幻，可以方便地拆卸與重組穆递，以滿(mǎn)足不同型號(hào)機(jī)翼的裝配與鉆孔要求。零件材料均為輕鋁合金林品，剛度词惭、強(qiáng)度和尺寸精度均能滿(mǎn)足要求。
　　圖1為本文作者為中航工業(yè)某公司設(shè)計(jì)的航空鋁型材結(jié)構(gòu)件柔性快裝夾具增队，可適應(yīng)多種截面和尺寸的型材結(jié)構(gòu)件扣墩。夾具采用三面定位方案，工件各孔位及銑削位置由數(shù)控程序和對(duì)刀過(guò)程保證扛吞，不設(shè)計(jì)單獨(dú)的鉆套和對(duì)刀塊呻惕。將夾具元件分為可變?cè)凸潭ㄔ赃m應(yīng)工件種類(lèi)及不同表面加工的需要滥比。固定元件包括定位塊亚脆、支承板、氣動(dòng)夾頭守呜、氣管型酥、連接板、立柱查乒、彈簧、導(dǎo)板郁竟、氣動(dòng)頂缸和加強(qiáng)板玛迄。可變?cè)凶蠖ㄎ话搴陀叶ㄎ话迮锬叮硗獗鸵椋ㄎ粔K的位置在不同類(lèi)零件及同一零件不同裝夾時(shí)，將會(huì)發(fā)生變化腹瞒』偌福可變?cè)?duì)于不同類(lèi)型的零件，形狀和尺寸均不同孝尺，數(shù)量盡可能少陵租。

2 計(jì)算機(jī)輔助夾具拼裝規(guī)劃
　　柔性?shī)A具及計(jì)算機(jī)輔助夾具拼裝規(guī)劃/管理系統(tǒng)稱(chēng)為柔性?shī)A具系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)輔助夾具拼裝規(guī)劃是柔性?shī)A具系統(tǒng)中的重要功能模塊洼宪，也比較難以解決育床。目前，夾具設(shè)計(jì)和組裝仍然嚴(yán)重依賴(lài)設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)绒霹。通過(guò)對(duì)中航工業(yè)某公司夾具組裝站的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)松浆，熟練技工與非熟練技工在拼裝時(shí)間和夾具結(jié)構(gòu)的裝夾精度窑竖、剛度及穩(wěn)定性方面均有非常大的差距。
　組合夾具拼裝方案自動(dòng)規(guī)劃是計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)（CAFD）的重要研究范疇旧晴。CAFD 始于20 世紀(jì)70年代适固，在發(fā)展的過(guò)程中，新技術(shù)和新方法陸續(xù)被采用遮尚，如成組技術(shù)誊涯、特征建模、專(zhuān)家系統(tǒng)枝秤、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)醋拧、基于實(shí)例的推理（Case-based Reasoning，CBR）等[4-5]淀弹。CAFD 的研究目標(biāo)也逐漸細(xì)化丹壕，既有針對(duì)某類(lèi)零件的夾具自動(dòng)設(shè)計(jì)，又有具體針對(duì)夾具的某個(gè)設(shè)計(jì)階段薇溃。
　　CAFD可以分為4個(gè)步驟[4] ：安裝規(guī)劃菌赖、夾具規(guī)劃、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沐序、性能評(píng)價(jià)琉用。在安裝規(guī)劃階段中，通過(guò)分析工件特征和加工信息策幼，決定工件的安裝次數(shù)邑时、每次安裝中工件的定位基準(zhǔn)面。夾具規(guī)劃主要用來(lái)決定工件上的定位支撐面和點(diǎn)特姐、夾緊面和夾緊點(diǎn)晶丘，工件不能有欠定位或不恰當(dāng)?shù)倪^(guò)定位現(xiàn)象。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)是選擇夾具元件（定位件裁鸦、夾緊件象体、夾具體等）并確定最終的夾具結(jié)構(gòu)方案。性能評(píng)價(jià)的目的是對(duì)夾具相關(guān)性能需求進(jìn)行評(píng)價(jià)和估算肮脱。夾具性能需求包括6個(gè)方面档改，如表1所示[4]。

　　夾具自動(dòng)化設(shè)計(jì)實(shí)際上需要解決兩個(gè)核心問(wèn)題：一是如何表達(dá)夾具設(shè)計(jì)知識(shí)夜痊，無(wú)論是采用專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)還是基于實(shí)例的推理技術(shù)谅囚；二是如何完成夾具設(shè)計(jì)過(guò)程[5]。雖然國(guó)內(nèi)外的研究者在CAFD 系統(tǒng)方面提出并采用了多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)尖坦，取得了一些進(jìn)展骂领，但成熟的商品化CAFD 系統(tǒng)還很少，CAFD 仍然是制造系統(tǒng)的瓶頸因素。目前商品化的夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)都是基于幾何參數(shù)定義的怒晕，如一些CAD系統(tǒng)（Unigraphics, Pro/Engineer）中的夾具設(shè)計(jì)模塊擒欢、Bluco 和Jergens公司開(kāi)發(fā)的夾具設(shè)計(jì)軟件[5]，這些夾具設(shè)計(jì)軟件只是為設(shè)計(jì)者提供夾具元件庫(kù)或簡(jiǎn)單的夾具參考模塊嚼吞。對(duì)于組合夾具拼裝方案自動(dòng)設(shè)計(jì)盒件，研究者提出了諸如基于實(shí)例的方法[6]、基于連接理論的方法[7]舱禽、基于特征的方法[8]炒刁、基于零件STEP/AP203 定義文件和接觸樹(shù)的方法[9] 以及三維設(shè)計(jì)方法[10] 等，這些方法的實(shí)用性仍需得到驗(yàn)證誊稚。
　　MBD三維技術(shù)在飛機(jī)制造業(yè)中應(yīng)用廣泛翔始，在結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)、工藝編制和數(shù)控編程過(guò)程中里伯，應(yīng)同步考慮夾具的三維模型問(wèn)題城瞎。建立能夠準(zhǔn)確表征夾具裝配特征和裝配過(guò)程的模型，是三維組合夾具拼裝方案自動(dòng)規(guī)劃的重要內(nèi)容疾瓮。
　　虛擬裝配是夾具拼裝方案規(guī)劃和夾具性能評(píng)價(jià)的重要手段脖镀。虛擬裝配是指在計(jì)算機(jī)上完成產(chǎn)品零部件的實(shí)體造型，并且進(jìn)行計(jì)算機(jī)裝配狼电、干涉分析等多次協(xié)調(diào)的設(shè)計(jì)過(guò)程蜒灰，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的三維設(shè)計(jì)過(guò)程與零部件裝配過(guò)程的高度統(tǒng)一。利用虛擬裝配哥钉，可以驗(yàn)證夾具設(shè)計(jì)和工件裝卸過(guò)程的正確與否蜗原、工件與刀具是否發(fā)生干涉等，以便及早問(wèn)題峦铲，并對(duì)夾具方案進(jìn)行修改炸一。在虛擬裝配時(shí)，可以動(dòng)態(tài)顯示工件裝卸和刀具進(jìn)/ 退過(guò)程牢介。
　　從飛機(jī)制造過(guò)程的全局來(lái)看，CAFD 應(yīng)作為整個(gè)制造自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)功能模塊揉拯。
　　作者初步設(shè)計(jì)了型材結(jié)構(gòu)件柔性快裝夾具管理與自動(dòng)拼裝系統(tǒng)泳厌，系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)流程如圖2 所示。依據(jù)型材截面特點(diǎn)（Z 字型材液斩，T 字型材起驱、工字型材，C 字型材等）谤赛、加工部位和規(guī)格尺寸鹊获，對(duì)型材零件進(jìn)行編碼分類(lèi)。建立夾具元件庫(kù)和實(shí)例庫(kù)，元件庫(kù)包括型材夾具常用的標(biāo)準(zhǔn)件刹碾、通用件和專(zhuān)用件的三維數(shù)模燥撞、技術(shù)要求。采用基于成功實(shí)例的設(shè)計(jì)策略迷帜，實(shí)例可以隨時(shí)擴(kuò)充物舒。由于CATIA V5 系統(tǒng)在飛機(jī)設(shè)計(jì)和制造中應(yīng)用廣泛，故利用其CAA二次開(kāi)發(fā)工具開(kāi)發(fā)戏锹，實(shí)現(xiàn)基于CATIA V5 的三維模塊化夾具自動(dòng)設(shè)計(jì)和拼裝冠胯。

3 氣動(dòng)和液壓夾緊
　　由于結(jié)構(gòu)件尺寸比較大，柔性?shī)A具一般應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)動(dòng)快速夾緊锦针。氣動(dòng)夾緊和液壓夾緊比較平穩(wěn)荠察，易于控制，是實(shí)現(xiàn)工件快速裝夾的有效手段奈搜∠づ瑁可以采用PLC 實(shí)現(xiàn)工件裝夾動(dòng)作和機(jī)床進(jìn)退刀動(dòng)作的順序控制。吳燦云等[11]針對(duì)飛機(jī)長(zhǎng)行梁媚污、肋的數(shù)控加工舀瓢，實(shí)現(xiàn)了一種氣動(dòng)柔性?shī)A具，采用PLC 控制皿掂。門(mén)延武等[12] 介紹了一種利用無(wú)線(xiàn)通信與有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的控制薄壁件加工的智能柔性工裝瓣车。
　　柔性?shī)A具中，氣動(dòng)/液壓控制系統(tǒng)的功能應(yīng)包括3個(gè)方面：（1）輔助數(shù)控系統(tǒng)對(duì)刀般供，以獲得夾具體在機(jī)床坐標(biāo)系中的正確位置菠贡，從而建立工件坐標(biāo)系和機(jī)床坐標(biāo)系的對(duì)應(yīng)關(guān)系；（2）夾緊和松開(kāi)動(dòng)作的順序控制栅告；（3）避免刀具干涉：由于同一套夾具需要滿(mǎn)足多種零件的加工睛至，難以單純依靠氣動(dòng)夾頭位置來(lái)保證不與刀具路徑發(fā)生干涉。在加工過(guò)程中域抚，通過(guò)實(shí)時(shí)控制氣動(dòng)夾頭的夾緊和松開(kāi)治部，來(lái)避免刀具與夾頭的碰撞或過(guò)切現(xiàn)象，并在刀具完成干涉區(qū)域加工后又能重新回持夾緊零件狀態(tài)涵蔓。
　　柔性?shī)A具工作過(guò)程包括機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)對(duì)刀沧蛉、工件吊裝、手動(dòng)預(yù)定位滋遗、自動(dòng)定位蟀思、工件夾緊、機(jī)床的準(zhǔn)備工作溉跃、加工等多個(gè)步驟村刨。只有機(jī)床與夾具在結(jié)構(gòu)告抄、控制上集成為一體，才能有效地完成這一過(guò)程嵌牺。這不僅對(duì)夾具提出了要求打洼，機(jī)床的結(jié)構(gòu)、電氣控制和數(shù)控軟件上也必須發(fā)生變革髓梅。有人將“工裝- 機(jī)床”一體化稱(chēng)為機(jī)床結(jié)構(gòu)的又一次革命拟蜻。

4 夾具管理
　　柔性?shī)A具系統(tǒng)中，由于夾具種類(lèi)和數(shù)量較多枯饿，必須借助計(jì)算機(jī)對(duì)夾具設(shè)計(jì)酝锅、生產(chǎn)計(jì)劃、質(zhì)量控制奢方、元件出入庫(kù)等流程進(jìn)行有序管理搔扁。目前各航空制造企業(yè)仍然依靠人工進(jìn)行各流程信息的傳遞和管理，易造成信息阻塞蟋字，引起生產(chǎn)混亂遇冶，如組裝夾具時(shí)找不到配套的元件；不能及時(shí)反饋生產(chǎn)線(xiàn)上的夾具需求信息枫须，造成停工等待涧智；夾具完成任務(wù)后，無(wú)法有效地拆裝歸位新俗。圖3列出了夾具組裝管理流程誊桅。

　　為了實(shí)現(xiàn)夾具組裝管理的信息化，計(jì)算機(jī)輔助夾具流程管理系統(tǒng)應(yīng)具有如下特征：（1）基于企業(yè)局域網(wǎng)都鸳，能輸出夾具元件BOM 表难踱；（2）與企業(yè)其他信息系統(tǒng)（CAD/CAM、PDM猪楣、ERP刷络、MES 等）實(shí)現(xiàn)集成，支持三維MBD 技術(shù)象掖；（3）夾具元件應(yīng)按規(guī)格丽优、擺放架位等實(shí)行條碼式管理，用掃描儀采集條碼信息腾蔼；（4）支持CAFD啸盏，夾具拼裝實(shí)例能及時(shí)納入知識(shí)庫(kù)中。

飛機(jī)整體結(jié)構(gòu)件夾具

　　整體結(jié)構(gòu)件在飛機(jī)結(jié)構(gòu)件中的比例越來(lái)越大骑祟。整體式結(jié)構(gòu)件不是由零件簡(jiǎn)單組合而成，而是利用整塊毛坯加工而成气笙。飛機(jī)機(jī)體采用整體結(jié)構(gòu)后次企，傳統(tǒng)的鈑金成形和鉚接裝配等工作顯著地減少怯晕。圖4為飛機(jī)整體結(jié)構(gòu)件的分類(lèi)。

　　整體結(jié)構(gòu)件的外形多數(shù)與飛機(jī)外形有關(guān)缸棵，有復(fù)雜的裝配協(xié)調(diào)關(guān)系舟茶，精度要求較高。多數(shù)整體結(jié)構(gòu)件尺寸大堵第、形狀復(fù)雜吧凉、加工技術(shù)難度大。其中梁類(lèi)結(jié)構(gòu)件的縱向剛度較差踏志。
　　整體結(jié)構(gòu)件的有些機(jī)械加工直接在裝配型架上進(jìn)行阀捅，在裝配前或裝配后進(jìn)行銑邊、鉆鉸孔等针余。有關(guān)柔性裝配工裝的研制已獲得了較大的進(jìn)展[4芳倒，13-18]，如飛機(jī)壁板柔性裝配工裝标宪、翼梁柔性裝配工裝姓赂、水平安定面升降舵柔性裝配工裝、機(jī)身柔性裝配工裝和總裝用的柔性對(duì)接工裝系統(tǒng)等励普。
　　壁板蒙皮類(lèi)零件的柔性工裝十分重要痢腋，須兼顧機(jī)械加工和裝配。機(jī)械加工工藝包括數(shù)控切邊和鉆鉸孔铜氛，其工裝由“實(shí)體模胎+ 切邊樣板式”工裝二场、真空吸附卡板支撐式工裝，發(fā)展為目前的可重構(gòu)柔性工裝[13]皇铝。波音页函、空客等公司自20世紀(jì)90 年代初就應(yīng)用了可重構(gòu)柔性工裝，如西班牙TORRES 公司為波音公司及空客公司生產(chǎn)的TORRESMILL 和TORRESTOOL 多點(diǎn)柔性?shī)A具系統(tǒng)锡胡，提高了加工效率和加工質(zhì)量庭四。國(guó)內(nèi)也有壁板蒙皮類(lèi)零件可重構(gòu)柔性夾持工藝裝備及配套工藝支撐軟件系統(tǒng)的報(bào)道[16-18]。

結(jié)束語(yǔ)

　　飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的數(shù)控加工绘雁，應(yīng)有柔性?shī)A具作為加工質(zhì)量和加工效率的保證橡疼。成組夾具和拼裝夾具是實(shí)現(xiàn)柔性?shī)A具的重要手段。計(jì)算機(jī)輔助夾具拼裝規(guī)劃庐舟、夾具生產(chǎn)流程管理是柔性?shī)A具系統(tǒng)中的重要功能模塊欣除，必須得到較好的解決。柔性?shī)A具一般應(yīng)具備氣動(dòng)或液壓夾緊功能挪略，并與數(shù)控機(jī)床在結(jié)構(gòu)和控制上集成一體历帚。

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