一种用于飞机快速装配的自定位装配系统及方法转让专利
申请号 : CN202110803352.0
文献号 : CN113245813B
文献日 : 2021-10-01
发明人 : 隋少春 , 饶华 , 赵颖 , 毕修文 , 邓珍波 , 李绍杰 , 游诗茂 , 王明
申请人 : 成都飞机工业(集团)有限责任公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，包括安装平台（1）、骨架组件（2）、孔定位器组件（3）、撑杆定位器组件（4）以及托板组件（6），其特征在于：所述骨架组件（2）安装在所述安装平台（1）上，所述骨架组件（2）包括孔定位器立柱（8）和托板立柱（9），所述孔定位器立柱（8）上设置孔定位器组件（3），所述托板立柱（9）上设置托板组件（6），多个所述孔定位器立柱（8）分别设置在所述安装平台（1）的两侧，多个所述托板立柱（9）设置在安装平台（1）的中部；
所述安装平台（1）包括安装基板（1‑1）和阵列排布连接在安装基座（1‑1）上的安装基座（1‑2），相邻的两块所述安装基板（1‑1）与安装基座（1‑2）之间形成纵横相交的T型槽口（1‑
4），所述T型槽口（1‑4）用于连接骨架组件的安装板（16）。
2.如权利要求1所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述安装平台（1）上还安装有转顶支座专用定位组件（7）和/或散件工装定位组件：所述转顶支座专用定位组件（7）用于对飞机转顶支座进行支撑和定位；
所述散件工装定位组件用于对非框体零部件的相对位置进行定位。
3.如权利要求1所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：还包括交点孔定位器（5），所述交点孔定位器（5）安装在所述孔定位器立柱（8）上。
4.如权利要求1‑3任一项所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述孔定位器立柱包括第一立式管柱（121）、第一连接板（131）、第一底座（151）、安装板（16），其中所述安装板（16）上通过连接螺栓（17）连接第一底座（151），所述第一底座（151）上连接有所述第一立式管柱（121），所述第一立式管柱（121）外表面连接第一连接板（131），所述第一连接板（131）上设置有多个标准安装孔（131‑1）。
5.如权利要求4所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述第一立式管柱（121）采用方形截面管、矩形截面管中的任意一种或多种。
6.如权利要求4所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述第一立式管柱（121）底部连接有多个第一筋板（141），每个所述第一筋板（141）的底部与底座（151）连接。
7.如权利要求6所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述第一立式管柱（121）的顶部用第一吊装板（111‑1）封闭，所述第一吊装板（111‑1）上连接有吊环（111‑2）。
8.如权利要求7所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述吊环（111‑2）连接在所述第一吊装板（111‑1）的中心。
9.如权利要求1‑3任一项所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述托板立柱包括第二立式管柱（122）、第二连接板（132）、第二底座（152）、安装板（16），其中，所述安装板（16）通过连接螺栓（17）连接所述第二底座（152），所述第二底座（152）上连接有所述第二立式管柱（122），所述第二立式管柱（122）外表面连接有所述第二连接板（132），所述第二连接板（132）上设置有多个标准安装孔（132‑1）。
10.如权利要求9所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述第二立式管柱（122）采用方形截面管、矩形截面管中的任意一种或多种。
11.如权利要求10所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述第二立式管柱（122）底部固定有多个第二筋板（142），每个所述第二筋板（142）的底部与第二底座（152）连接。
12.如权利要求11所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述第二立式管柱（122）的顶部用第二吊装板（112‑1）封闭，所述第二吊装板（112‑1）中心开设有吊装孔。
13.如权利要求4所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述安装板（16）与底座（15）通过连接螺栓（17）连接。
14.如权利要求4所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述安装板（16）与底座（15）通过压块螺栓（18）连接。
15.如权利要求1所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述孔定位器组件（3）包括底板（27）、滑轨支座（20）、定位销组件（21）、孔定位器（19）或交点孔定位器（5），所述底板（27）安装在孔定位器立柱（8）和/或托板立柱（9）上，所述滑轨支座（20）通过定位销组件（21）连接在底板（27）上，所述滑轨支座（20）末端连接有所述孔定位器（19）和/或交点孔定位器（5）。
16.如权利要求15所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述滑轨支座（20）包括支座体（28）、导轨组件（29）、挡块（30）和手柄（31），所述支座体（28）与导轨组件（29）滑动连接，所述导轨组件（29）两端分别设置有挡块（30），所述支座体（28）的一端连接有手柄（31）。
17.如权利要求15所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述定位销组件包括插销（32）、槽道衬套（33）、圆柱销（34）、衬套（35），所述槽道衬套（33）具有呈螺线型的螺旋轨道槽，所述槽道衬套（33）固定在滑轨支座（20）上，所述衬套（35）固定于底板（27）上，所述插销（32）的下部与衬套（35）连接，所述插销（32）上设置有圆柱销（34）。
18.如权利要求15所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述定位销组件包括插销（32）、槽道衬套（33）、圆柱销（34）、衬套（35），所述槽道衬套（33）具有呈“Z字型”的轨道槽，所述槽道衬套（33）固定在滑轨支座（20）上，所述衬套（35）固定于底板（27）上，所述插销（32）的下部与衬套（35）连接，所述插销（32）上设置有圆柱销（34）。
19.如权利要求15‑18任一项所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述孔定位器（19）包括定位器接头（22）、定位螺纹销（23）、手柄螺母（24）、定位插销（25）、锁紧螺纹销（26），所述定位器接头（22）横截面呈L形，所述定位器接头（22）的一定位面设置有中心定位孔，另一定位面设置有长圆孔和定位圆孔，所述定位螺纹销（23）安装在中心定位孔中，所述锁紧螺纹销（26）安装在长圆孔中，所述定位插销（25）插入定位圆孔中。
20.如权利要求19所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述定位器接头（22）的定位面与产品面贴合，所述锁紧螺纹销（26）穿过定位器接头（22）的连接底面与滑轨支座（20）连接。
21.如权利要求1所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述撑杆定位器组件（4）包括顶紧螺母（36）、定位套筒（37）、压块插销（38）、锁紧螺母（40）、撑杆（41）、圆柱插销（42）、端头插销（43），所述端头插销（43）一端是光杆，另一端是螺纹杆，所述端头插销（43）的光杆一侧插入的所述撑杆（41）内，并通过所述圆柱插销（42）固定所述端头插销（43）和撑杆（41），所述撑杆（41）的另一端套设在定位套筒（37）内，所述定位套筒（37）沿轴向两侧均开设有楔形槽（45），所述楔形槽（45）沿定位套筒长度方向设置，所述楔形槽（45）内放置压块插销（38），所述压块插销（38）与锁紧螺母（40）连接。
22.如权利要求21所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述压块插销（38）为T字形结构，所述锁紧螺母（40）与所述压块插销（38）螺纹连接。
23.如权利要求21‑22任一项所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述压块插销（38）上设置有指针（39），所述定位套筒（37）的外表面上设置有刻度（44），所述指针（39）用于指示所述刻度（44）。
24.如权利要求1任一项所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述撑杆定位器组件包括顶紧螺母（36）、定位套筒（37）、撑杆（41）、圆柱插销（42）、端头插销（43）和T型插销，所述端头插销（43）两端均为螺纹杆结构，所述端头插销（43）的一端连接撑杆（41）一端，所述圆柱插销（42）固定所述端头插销（43）和撑杆（41），所述撑杆（41）的另一端套设在定位套筒（37）内，所述定位套筒（37）的一端与顶紧螺母（36）螺纹连接。
25.如权利要求24所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述T型插销包括把手（46）和杆定位插销（47），所述T型插销用于固定所述定位套筒（37）和撑杆（41），所述杆定位插销（47）的中部贯穿设置有束绳穿孔（48），束绳穿过所述束绳穿孔可以将T型插销绑缚在定位套筒（37）上。
26.如权利要求1任一项所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述托板组件（6）包括支座（49）、托板（50）、孔定位器（54），所述支座（49）与托板（50）连接，所述托板（50）上表面支撑飞机零部件，所述托板（50）一侧固定有孔定位器（54），所述孔定位器用于对飞机框型产品进行定位。
27.如权利要求26所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述托板（50）上设置有定位圆孔（50‑1）和定位长圆孔（50‑2），定位销（53）穿过所述定位圆孔（50‑
1）后与托板（50）连接，螺纹销（52）穿过所述定位长圆孔（50‑2）后与托板（50）连接。
28.如权利要求26‑27任一项所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述托板（50）上表面还连接有垫片（51），在连接蒙皮时，采用托板（50）对飞机框型产品进行支撑，并通过孔定位器（54）进行定位；而在未连接蒙皮时，通过托板上的垫片（51）支撑框型产品。
29.如权利要求2所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述转顶支座专用定位组件（7）包括骨架（55）、定位器支座（56）和转顶孔定位器（58），所述骨架（55）包含有多个，所述骨架（55）的底部与安装平台（1）连接，多个所述骨架（55）之间通过横杆相互连接，所述骨架（55）的上部与定位器支座（56）连接，所述定位器支座（56）的顶部连接转顶孔定位器（58），所述转顶支座专用定位组件（7）用于对飞机的圆形零部件进行多点式定位。
30.如权利要求29所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述骨架（55）的顶部与辅助撑杆（57）的一端铰接，所述辅助撑杆（57）的另一端与定位器支座（56）铰接，所述辅助撑杆（57）的两端采用叉耳式转动结构。
31.如权利要求29‑30任一项所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述转顶孔定位器（58）包括转顶定位托板（58‑1）和定位插销（58‑3），所述转顶定位托板（58‑1）的一端设置有相互垂直的两个定位面（58‑4），其中一个所述定位面（58‑4）上开设有定位孔（58‑2），所述定位插销（58‑3）可插设在定位孔（58‑2）中，两个定位面（58‑1）分别与圆形产品（67）的两个待定位面（67‑1）相贴合。
32.如权利要求3所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述交点孔定位器包括安装基体（60）、交点孔定位支座（61）、交点孔插销（62）、定位耳片（63）、压紧螺母（64），所述安装基体（60）的一面连接滑轨支座（20）的末端，所述安装基体（60）的另一面连接与交点孔定位支座（61）连接，所述交点孔定位支座（61）中插入多个定位耳片（63），所述定位耳片（63）中穿入交点孔插销（62），所述交点孔插销（62）的一端设置有所述压紧螺母（64）。
33.如权利要求2所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述散件工装定位组件包括散件工装本体（69）和大小头插销（70），所述散件工装本体（69）的四角设置有定位孔，所述大小头插销（70）分别插入所述定位孔中，并与散件产品（68）上设置的待定位孔连接，所述待定位孔/定位孔与所述大小头插销（70）之间夹有环形垫片（71）。
34.如权利要求33所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述大小头插销（70）由插销大头部（70‑1）、环状连接部（70‑2）和插销小头部（70‑3）依次连接，所述插销大头部（70‑1）呈筒形，所述插销小头部（70‑3）呈柱状，所述插销小头部（70‑3）上设置有可供束绳穿过的小头部穿孔（70‑4），所述束绳用于对大小头插销（70）进行绑缚。
35.如权利要求1任一项所述一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：所述安装基板（1‑1）的中心处设置了吊装孔（1‑3），所述吊装孔（1‑3）用于在安装基板（1‑1）与安装基座（1‑2）安装时进行辅助吊装。
36.一种基于飞机快速装配的自定位装配系统的装配方法，用于如权利要求1‑35任一项所述的一种用于飞机快速装配的自定位装配系统，其特征在于：步骤S0：对飞机整体结构特征进行分析，剥离出关键控制点，根据关键控制点所对应的安装平台（1）以及骨架组件位置，将机身装配型架（72）、机翼装配型架（73）连接在安装平台（1）上；
步骤S1：采用机身装配型架（72）对机身零部件自定位装配；
步骤S2：采用机翼装配型架（73）对机翼零部件自定位装配；
步骤S3：在步骤S1和步骤S2完成的基础上，使机身型架配合机翼调姿架车，进行翼身精加工配合铰孔；
步骤S4：在步骤S3完成的基础上，对飞机的附属部件进行自定位装配，最终装配形成飞机骨架，对飞机骨架进行蒙皮铆接。
37.如权利要求36所述的一种基于飞机快速装配的自定位装配系统的装配方法，其特征在于：步骤S0：对飞机结构特征进行分析，剥离出关键控制点，具体包括如下方法：
1）所述关键控制点为飞机主要承力结构，包括承受和分散机体飞行载荷的主框、机身次框、主梁、关键桁和关键肋；
2）所述关键控制点为飞机装配过程中的关键协调交点，包括机身与机翼的连接协调交点、任务载荷舱协调交点、机身与小翼面的协调交点、机翼的接头组件；
3）所述关键控制点为影响飞行安全的重要部位结构，包括影响飞机降落安全的前起落架轴、主起落架轴；
4）所述关键控制点为设计分离面和工艺分离面部位的结构。
38.如权利要求36所述一种基于飞机快速装配的自定位装配系统的装配方法，其特征在于：步骤S1具体包含如下步骤S11 S16：~
步骤S11：吊装机身主框，放置在机身装配型架（72）上，主框的底部通过托板组件（6）进行支撑，通过孔定位器组件（3）进行定位，使滑轨支座（20）带动孔定位器（19）滑动到待定位位置，定位螺纹销（23）拉紧，锁紧螺纹销（26）进行锁定；带有交点接头的框结构，采用交点孔定位器（5）进行交点孔定位；
步骤S12：步骤S11完成后，吊装机身次框放置在托板组件（6）上，机身次框与机身主框之间通过撑杆定位器组件（4）进行自定位装配；
步骤S13：步骤S12完成后，吊装机身主梁，放置在机身装配型架（72）上，机身主梁通过孔定位器（19）进行定位，再与机身主框进行连接装配；
步骤S14：步骤S13完成后，吊装转顶，将转顶放置在转顶支座专用定位组件（7）上，转顶孔定位器（58）对转顶进行孔定位；
步骤S15：步骤S14完成后，针对机身具有相对位置要求的非框体零部件，采用散件工装定位组件进行定位；
步骤S16：其余飞机零部件产品，以已完成工装定位的主框、主梁为定位基准，通过其余飞机零部件产品本身的结构外形面、自定位孔进行定位装配。
39.如权利要求38所述一种基于飞机快速装配的自定位装配系统的装配方法，其特征在于：所述步骤S12还包括以下步骤：
步骤S121：判断撑杆定位器组件（4）的定位长度是否满足预设长度值要求，若不满足要求，则进入步骤S122，若满足要求，则进入步骤S123；
步骤S122：使撑杆（41）滑离/滑向定位套筒（37），在判断撑杆定位器组件（4）的定位长度满足预设长度值要求时，停止滑动，并拧紧锁紧螺母（40）和压块插销（38）；
步骤S123：调节顶紧螺母（36），使顶紧螺母（36）顶紧在机身主框或机身主梁壁面上。
40.如权利要求36所述一种基于飞机快速装配的自定位装配系统的装配方法，其特征在于：步骤S2具体包含如下步骤S21 S23：~
步骤S21：吊装机翼主梁，放置在机翼装配型架（73）上，采用机翼装配型架（73）进行装配；
步骤S22：吊装机翼主肋，放置在机翼装配型架（73）上，机翼主梁与机翼主肋进行装配；
步骤S23：对于机身与机翼的连接协调交点，采用交点孔定位器（5）进行交点孔定位。
41.如权利要求36所述一种基于飞机快速装配的自定位装配系统的装配方法，其特征在于：还包括：
步骤S5：在步骤S4完成的基础上，安装下一机型时，若下一机型与已完成装配的机型相同，则无需拆卸自定位装配的飞机工装定位装置，从工装定位装置中取出当前的立身式飞机，调节各类定位器组件，安装下一机型；若下一机型与已完成装配的机型不同，则先拆卸各类定位器组件，再从安装平台上拆卸骨架组件，安装下一机型，并重构自定位装配系统，然后返回步骤S0。
说明书 :
一种用于飞机快速装配的自定位装配系统及方法
技术领域
背景技术
个零部件之间的位置关系，提高飞机生产效率并降低成本。由于飞机零部件刚性弱、数量
多，且协调关系复杂，因此，飞机装配不同于一般的机械产品装配，需要采用专用的装配型
架对飞机零部件进行定形和定位，由于大量装配型架的存在，导致飞机的生产准备周期长，
制造成本高，且在飞机装配过程中的工人作业环境不够友好。
其他种类的机型，不能重复使用。造成型架资源的大量闲置与浪费。传统飞机机身结构的装
配方法是通过机身装配型架对90%以上的飞机机身零件进行定形和定位，机身结构中的大
部分零部件均需要型架定位装配，装配量大，因此传统装配型架通常具有专用性，重复利用
率低且结构复杂；因此，在飞机装配领域迫切需要设计一种使用方便且安装快捷、精确、操
作简单的定位装置。
密切相关的特点，因此，传统的装配型架一般很难适应不同机型的飞机装配。装配型架结构
设计是否合理正确，不但对装配型架本身制造工作量大小、周期长短、成本高低和装配条件
有直接影响，而且也决定着各工件的对接、配合尺寸是否一致，对飞机装配的互换协调性、
制造质量和进度有很大的影响，影响着整个飞机的制造周期。
场地利用率以提高生产效率，成为飞机装配技术领域亟待解决的技术难题。
发明内容
位，以实现飞机的无型架、自定位装配，达到节约空间场地，简化工装结构，提高飞机装配效
率和装配质量，同时降低飞机装配成本的技术效果。
位的交点孔定位器、转顶支座专用定位组件和散件工装定位组件中的任意一种或多种定位
器组件。
器，所述托板立柱上设置所述托板组件，孔定位器组件、交点孔定位器、托板组件均为模块
化、具有可重构性定位器结构，使用模块化、具有可重构性定位器结构，可以提高工装的开
敞性及重复利用率。
件底座的安装，为骨架组件的装配提供支撑平台；所述骨架组件主体形式突破传统工装骨
架封闭式的框梁结构类型，采用立柱群形式的结构布局，增加工装的开敞性，简洁且便于装
配。所述定位器及定位器组件中，除转顶支座专用定位组件为飞机圆形产品专用定位器外，
其余定位器及定位器组件均为自定位工装的通用结构，在不同机型机身主框、主梁的定位
中也可以通过上述几种通用的定位器及定位器组件实现对产品的定位。
式管柱外表面连接第一连接板，所述第一连接板上设置有多个标准安装孔，将安装孔标准
化形成标准安装孔，有利于不同组件在连接板上进行连接，孔定位器组件以及交点孔定位
器可以在标准安装孔上进行安装，进而可以调整孔定位器组件以及交点孔定位器的高度。
其中，所述第一立式管柱可采用方形截面管、矩形截面管中的任意一种或多种。所述孔定位
器立柱主要用于调节孔定位器组件以及交点孔定位器的高度。
立式管柱外表面连接第二连接板，所述第二连接板上设置有多个标准安装孔，将安装孔标
准化形成标准安装孔，有利于不同组件在连接板上进行连接。其中，所述第二立式管柱可采
用方形截面管、矩形截面管中的任意一种或多种。
位器，孔定位器组件用于对飞机工装的孔和/或交点孔进行定位。
的一端连接有手柄，手柄有利于安装工人推拉支座体，调整支座体的水平位移。通过支座体
带动孔定位器和/或交点孔定位器进行水平滑动，可根据空间、行程要求随时更换滑轨规
格，可重构性较强。
定于底板上，所述插销的下部与衬套连接，所述插销中部设置有圆柱销，所述圆柱销用于对
插销进行限位，使得插销在插拔过程中沿螺旋衬套的螺旋轨道运动，螺旋轨道槽有利于圆
柱销在螺旋轨道槽内滑动，并在可以调节定位销组件在其长度方向上任意一点进行定位，
同时防止插销滑出或掉落。
套固定于底板上，所述插销的下部与衬套连接，所述插销中部设置有圆柱销，所述圆柱销用
于限位，所述插销可沿“Z字形”轨道槽滑动，“Z字型”定位销组件相对于“螺线型”定位销组
件，可以实现定位销组件各零部件的迅速安装和拆除，有效地解决了飞机装配过程中多处
需要插销定位而出现的现场管理困难的问题，避免出现散件工装，提高整体的工装效率，“Z
字型”定位销组件相对于其他定位销组件，可以实现定位销组件各零部件的迅速安装和拆
除，有效地解决了飞机装配过程中多处需要插销定位而出现的现场管理困难的问题，避免
出现散件工装，提高整体的工装效率。
形，具有相互垂直连接的两个面，所述定位器接头的一侧面设置有中心定位孔，另一侧面设
置有多个长圆孔和多个定位圆孔，所述定位螺纹销安装在中心定位孔中，定位螺纹销与飞
机产品的待定位面相抵接，所述锁紧螺纹销安装在长圆孔中，所述定位插销插入定位圆孔
中，所述锁紧螺纹销和定位插销用于在定位螺纹销跟产品的待定位面相抵接后，对其定位
位置进行锁定。所述孔定位器接头定位面与产品面相贴合，锁紧螺纹销穿过定位器接头连
接底面与滑轨支座通过螺纹连接为一体并压紧，并通过定位插销进行定位；当退出孔定位
器时，拔出定位插销，松开锁紧螺纹销，沿长圆孔滑动定位器接头，从而移出工作位置。
位，其定位主要依赖产品的定位面，因此，撑杆定位器组件属于典型的可实现自定位的定位
器。
销。所述端头销为一端是光杆，另一端是螺纹杆的结构，所述端头销的一端插入的所述撑杆
一端内，并通过所述圆柱插销固定所述端头销和撑杆，所述撑杆的另一端套设在定位套筒
内，所述定位套筒沿轴向两侧均开设有楔形槽，所述楔形槽为沿定位套筒长度方向设置的
条状的具有梯形剖面的槽孔，一侧的楔形槽内可以插入压块插销，所述压块插销为T字形结
构，由压块和与压块垂直连接的螺纹插销组成，锁紧螺母与压块插销的螺纹插销的外螺纹
连接，通过拧紧锁紧螺母，可使压块插销与定位套筒的楔形槽压紧，进而可以固定定位套筒
与撑杆的相对位置。
定位器组件，需要保证两个定位面各点之间的垂直距离相等，进而，在安装人员定位安装
时，可分别通过读取各个撑杆定位器组件上的刻度，判断各个撑杆定位器组件上的刻度是
否一致，若一致，则说明两个定位面之间为平行关系，若不一致，则需要调整撑杆定位器组
件的伸展长度。
两端均是螺纹杆的结构，所述端头销的一端螺纹连接的撑杆一端，通过所述圆柱插销固定
端头销和撑杆，所述撑杆的另一端套设在定位套筒内，所述定位套筒的一端与顶紧螺母螺
纹连接。所述T型插销由把手和杆定位插销组成，所述杆定位插销插入定位套筒的穿孔和撑
杆的穿孔内，所述杆定位插销的中部贯穿设置有束绳穿孔，在所述T型插销插入定位套筒
后，在所述束绳穿孔中穿入钢丝绳等高强度的绑缚带，对所述T型插销进行绑缚固定。
定在所述孔定位器立柱上，所述安装基体与交点孔定位支座螺栓连接，所述交点孔定位支
座为一底座和两个相互的平行的支撑座垂直焊接而成，每个所述支撑座上设置有多个穿
孔，两个支撑座上的多排穿孔之间相互平行，多个所述插销先分别穿入一个支撑座上的穿
孔后，再穿过两个定位耳片后，最后穿过另一个支撑座上的多个穿孔，每个所述插销的一端
设置有压紧螺母，进而可以防止插销使用过程中滑落丢失。交点接头为关键定位点，所述交
点定位器用于对，这类主框将作为后续框架部件自定位的基准框。
述支座截面呈L形结构，所述支座的一侧面通过多个螺纹销、定位销与所述托板连接，所述
托板为板状部件，所述托板的顶部嵌设有多个垫片，所述托板的一侧面固定连接有所述孔
定位器。所述托板组件用于对飞机主框结构进行支撑和孔定位。托板上表面为产品蒙皮外
形，可满足两种工作状态下的支撑作用：在未连接蒙皮的情况下，加入垫片，对框外形进行
型面定位；连接蒙皮后，取出垫片，支撑蒙皮外形。
用点式分布结构，对整体圆形产品采用多点式定位；多组定位器通过螺栓连接到定位器支
座上，在空间上四点分布，对产品的外形面进行定位压紧，避免了整体式定位加工难度大，
空间不够开敞等问题；辅助撑一端连接定位器支座，另一端连接骨架，且两端采用叉耳式转
动结构，可实现不同角度的连接，对定位器支座进行辅助支撑，起到增强连接刚度与提高稳
定性的作用。
工装本体的四角设置有定位孔，多个大小头插销分别插入上述定位孔中，并与散件产品上
设置的待定位孔连接，所述待定位孔/定位孔与所述大小头插销之间夹有环形垫片，散件工
装定位组件主要用于对产品零部件不高，但两个产品之间的相对位置要求较高的飞机结构
构件进行定位。
器组件主要用于对框体零部件（如主框、主梁）的相对位置进行定位。
位。通过圆孔和长圆孔及螺母压紧，即在理论上已经完全限制了一个框体零部件的自由度，
但是由于飞机产品框体零部件一般较大，因此2点定位一般定位刚度较弱，因此一般框体零
部件采用4点定位方式，其余2点仅作为压紧；根据实际产品结构情况，尺寸较大的框结构甚
至采用6点或8点定位，以提高框定位的稳定性。
用规格化立柱式结构，标准化接口形式，整体可拆卸重构，大大缩短了装配周期，提高了工
装重复利用率。
前提下，工人可在装配空间场地间灵活出入，进行工件的定位和装配操作；
装配和模块化装配，提高了飞机装配效率；
在不平行时快速调整撑杆定位器组件的伸展长度；
率。
附图说明
件‑10、底座‑15安装板‑16、连接螺栓‑17、压块螺栓‑18、孔定位器‑19、滑轨支座‑20、定位销
组件‑21、定位器接头‑22、定位螺纹销‑23、手柄螺母‑24、定位插销‑25、锁紧螺纹销‑26、底
板‑27、支座体‑28、导轨组件‑29、挡块‑30、手柄‑31、插销‑32、槽道衬套‑33、圆柱销‑34、衬
套‑35、顶紧螺母‑36、定位套筒‑37、压块插销‑38、指针‑39、锁紧螺母‑40、撑杆‑41、圆柱插
销‑42、端头插销‑43、刻度‑44、楔形槽‑45、把手‑46、杆定位插销‑47、束绳穿孔‑48、支座‑
49、托板‑50、垫片‑51、螺纹销‑52、定位销‑53、孔定位器‑54、骨架‑55、定位器支座‑56、辅助
撑杆‑57、转顶孔定位器‑58、工件‑59、安装基体‑60、交点孔定位支座‑61、插销‑62、定位耳
片‑63、压紧螺母‑64；Ⅰ框体‑65、Ⅱ框体‑66；圆形产品‑67；散件产品‑68、散件工装本体‑69、
大小头插销‑70、环形垫片‑71、机身装配型架‑72、机翼装配型架‑73；
具体实施方式
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
用定位组件7。
相交的T型槽口1‑4，T型槽口1‑4用于连接骨架组件的安装板。
设置了吊装孔1‑3，而吊装孔1‑3设置在安装基板1‑1的中心处，是为了保持安装基板1‑1在
起吊过重心稳定，进而防止安装基板1‑1重心不稳出现侧倾而砸伤安装工人的安全事故。
破传统工装骨架封闭式的框梁结构类型，采用立柱群的结构布局，增加工装的开敞性，简洁
且便于装配；多个孔定位器立柱8分别设置在安装平台1的两侧，主要用于连接对主框进行
定位的孔定位器组件3和交点孔定位器5；多个托板立柱9设置在安装平台1的中部，用于对
主框进行托举定位的托板组件6的安装，这样布局的目的也是考虑了飞机的结构因素，即飞
机中体是中部体积大，而两侧（机翼部分）以及机头和尾翼体积较小，因此，立柱群式的结构
布局有利于飞机的整体装配。此外，由于两侧孔定位器立柱8较高，因此在安装平台1的两侧
安装设置辅助支撑组件10，以增强飞机工装定位装置整体的结构刚性。
板131的表面粗糙度Ra3.2，第一连接板131上设置有4排Φ11H7的标准连接孔131‑1，根据需
要可以作为螺纹连接过孔或定位销孔，定位器的连接板对角采用标准定位销连接，其余连
接孔采用螺纹连接，用于连接孔定位器组件以及交点孔定位器等定位器组件，实现定位器
组件与立柱连接的标准化和互换性；为便于在装配过程中的立柱组件2的吊装，在第一立式
管柱121的顶部用第一吊装板111‑1封闭，第一吊装板111‑1的中心位置设置有吊环111‑2，
吊环111‑2可拆卸；安装板16四周设置U型凹槽，用于螺栓连接，孔定位器立柱8通过连接螺
栓17（或压块螺栓18）将安装板16连接在安装平台1上。
二立式管柱122的底部连接第二底座152，第二立式管柱122的底部还设置有第二筋板142，
第二筋板142同时与第二底座152连接，第二底座152连接在安装板16上。托板立柱9的结构
外观与孔定位器立柱8相同，只是外形轮廓尺寸以及吊装结构有所不同，托板立柱9的第二
吊装板112‑1表面中心设有吊环孔，吊环孔用于在安装托板立柱9时，将吊环孔挂在起重机
上，进行辅助吊装，由于托板立柱9的顶部还用于连接托板组件6，因此吊装板112‑1上不设
置吊环。在托板立柱9吊装就位以后，吊环孔在飞机实际装配过程中将不再被使用。
或者其他形状的安装板，可重构性更好，易于安装和移动），安装板16的边缘上设置有两组
第一圆孔16‑1和两组第一长圆孔16‑2，且每一组第一圆孔16‑1和每一组第一长圆孔16‑2相
邻设置，连接螺栓17（或压块螺栓18）穿过第一圆孔16‑1和第一长圆孔16‑2伸入安装平台1
中的T型槽口1‑4内，与T型槽口1‑4内放置的螺母连接。第一圆孔16‑1和第一长圆孔16‑2有
利于安装板16在纵、横方向上的位置调整。
然后采用连接螺栓17连接，无论是安装板16还是安装基板1‑1，其加工制造成本均较高，两
者的连接需要很高的精度，且固定安装所花费的时间较长。本发明通过在纵横相交的T型槽
口1‑4中固定安装板16的方式，可不用在安装板16上打孔，降低了加工制造成本，连接更稳
定，不需要很高的装配精度即可实现精准的定位，且拆卸更为方便。
的末端连接孔定位器19（或交点孔定位器5），进而，通过滑轨支座20滑动可以带动孔定位器
19（或交点孔定位器5）在水平方向上移动，即实现孔定位或者交点孔定位的粗调。
的一面设置有中心定位孔，另一面设置有多个长圆孔和多个定位圆孔，定位螺纹销23安装
在中心定位孔中，锁紧螺纹销26安装在长圆孔中，定位插销25插入定位圆孔中。定位器接头
22的定位面与产品面相贴合，定位螺纹销23的另一端连接有手柄螺母24，定位螺纹销23穿
过定位器接头22的中心定位孔及产品工艺孔，再通过手柄螺母24进行压紧，从而实现对产
品的夹持；锁紧螺纹销26穿过定位器接头22的长圆孔，与滑轨支座20进行螺纹固定连接，并
通过定位插销25进行定位；当需要退出孔定位器时，拔出定位插销25，沿长圆孔滑动定位器
接头22，从而移出工作位置。
组成，滑块固定在底板27上，滑轨固定在支座体28上，由此，支座体28通过滑轨滑动进而带
动孔定位器进行移动，滑轨支座20可以使定位器组件发生较大的水平移动，因而，其主要用
于定位过程的粗调。
所述定位销组件21包括插销32、槽道衬套33、圆柱销34、衬套35，槽道衬套33具有呈螺线型
的螺旋轨道槽，螺旋衬套33固定在滑轨支座20上，衬套35固定于底板27上，插销32的下部与
衬套35连接，插销32中部设置有圆柱销34，圆柱销34用于限位，使得插销32在插拔过程中沿
螺旋衬套33的螺旋轨道槽滑出，有效防止插销32掉落。
不用装设在孔定位器立柱8、托板立柱9或其他辅助支撑设备上，撑杆定位器组件4为一种可
实现微调的可滑动撑杆定位器组件，该撑杆定位器组件包括顶紧螺母36、定位套筒37、压块
插销38、指针39、锁紧螺母40、撑杆41、圆柱插销42、端头销43。在本实施例中，端头销43为一
端是光杆，另一端是螺纹杆的结构，端头销43的一端插入的撑杆41一端内，并通过圆柱插销
42固定端头销43和撑杆41，撑杆41的另一端套设在定位套筒37内，定位套筒37沿轴向两侧
均开设有楔形槽45，楔形槽45为沿定位套筒37长度方向设置的条状的具有梯形剖面的槽
孔，一侧的楔形槽45内可以插入压块插销38，压块插销38为T字形结构，由压块和与该压块
垂直设置的螺纹插销组成，锁紧螺母40与压块插销38的螺纹插销的外螺纹连接，通过拧紧
锁紧螺母40，可使压块插销38与定位套筒37的楔形槽45压紧，进而可以固定定位套筒37与
撑杆41的相对位置。
示所述刻度44，进而确定撑杆41在定位套筒37内的伸展长度。
通过读取各个撑杆定位器组件4上的刻度，判断各个撑杆定位器组件上的刻度是否一致，若
一致，则说明两个定位面之间为平行关系，若不一致，则需要调整撑杆定位器组件的伸展长
度。
紧螺母36触碰到机身零部件时，拧紧锁紧螺母40，对定位套筒37与撑杆41的相对位置进行
锁定，然后再向外拧动顶紧螺母36，使撑杆定位器组件4的两端可以顶紧在工件上，在上述
定位操作过程中，压块插销38和顶紧螺母36实现的是杆定位器4的粗调节定位，顶紧螺母36
实现的是杆定位器4的精调节定位，精调节定位在粗调节定位的基础上完成，通过撑杆定位
器组件4的粗调和精调，可以满足不同框距的产品自定位需求。
固定在孔定位器立柱8上，安装基体60与交点孔定位支座61螺栓连接，交点孔定位支座61为
一底座和两个相互的平行的支撑座垂直焊接而成，每个支撑座上设置有两个穿孔，两个支
撑座上的两排穿孔相互平行，两个插销62先分别穿入一个支撑座上的两个穿孔，分别穿过
两个定位耳片63后，再分别穿入另一个支撑座上的两个穿孔，每个插销62的一端设置有压
紧螺母64，进而可以防止插销使用过程中滑落丢失。交点接头为关键定位点，交点定位器用
于对带翼身连接接头的主框进行定位，这类主框将作为后续框架部件自定位的基准框。
一侧面通过多个螺纹销52、定位销53与托板50连接，托板50为板状部件，托板50的两侧贯穿
设置有有定位圆孔50‑1和定位长圆孔50‑2，定位销53穿过所述定位圆孔50‑1后与托板50连
接，螺纹销52穿过所述定位长圆孔50‑2后与托板50连接，定位长圆孔50‑2可用于调节托板
50的竖向定位位置。
态下的支撑作用：在未连接蒙皮的情况下，对框外形进行型面定位；连接蒙皮后，加入垫片
51，支撑蒙皮外形。
顶孔定位器58。多个骨架55的上部之间通过横梁相互连接，每个骨架55的顶部端面与辅助
撑杆57的一端铰接，邻近该端面的骨架55一侧面固定连接竖向设置的定位器支座56的一
端，定位器支座56的另一端与辅助撑杆57的另一端铰接，定位器支座56的顶部连接转顶孔
定位器58。
一个定位面58‑4上开设有定位孔58‑2，定位插销58‑3可插设在定位孔58‑2中，两个定位面
58‑1分别与圆形产品67的产品的两个待定位面67‑1相贴合。
骨架55主要由方铝管和圆铝管所组成，方铝管之间通过圆铝管连接成为一个整体，组成框
架式结构，提高骨架的稳定性；4组转顶孔定位器58通过螺栓连接到定位器支座56上，在空
间上四点分布，对产品的外形面进行定位压紧，避免了整体式定位加工难度大，空间不够开
敞等问题；辅助撑杆57两端均采用叉耳式转动结构，可实现不同角度的连接，对定位器支座
56进行辅助支撑，起到增强连接刚度与提高稳定性的作用。
69和大小头插销70，散件工装本体69为矩形形状结构，散件工装本体69的四角设置有定位
孔，4个大小头插销70分别插入上述定位孔中，并与散件产品68上设置的待定位孔连接，待
定位孔/定位孔与大小头插销70之间夹有环形垫片71，散件工装定位组件用于对产品零部
件不高，但两个产品之间的相对位置要求较高的飞机结构构件进行定位，即此类自定位工
装与装配型架骨架（主框、机身次框、主梁）无关，仅保证产品之间的相对位置关系即可，而
不对产品在飞机坐标系下的绝对位置定位，例如挂架接头的定位。
穿孔70‑4，在进行散件产品的工装自定位时，插销大头部70‑1插入上述定位孔和待定位孔
中，使插销小头部70‑3向外设置。
衬套33固定在滑轨支座20上，衬套35固定于底板27上，插销32的下部与衬套35连接，插销32
中部设置有圆柱销34，圆柱销34用于限位，插销32沿“Z字形”轨道槽滑动，滑至轨道槽底部
时，转动锁死。而在插拔过程中插销32沿槽道衬套33的“Z字型”的轨道槽顶部滑出，有效防
止插销32掉落。本实施例中的“Z字型”定位销组件相对于“螺线型”定位销组件，可以实现定
位销组件各零部件的迅速安装和拆除，有效地解决了飞机装配过程中多处需要插销定位而
出现的现场管理困难的问题，避免出现散件工装，提高整体的工装效率。
端头销43和T型插销。在本实施例中，端头销43为两端均是螺纹杆的结构，端头销43的一端
螺纹连接的撑杆41一端，并通过圆柱插销42固定端头销43和撑杆41，撑杆41的另一端套设
在定位套筒37内，定位套筒37的一端与顶紧螺母36螺纹连接。T型插销由把手46和杆定位插
销47组成，杆定位插销47可以插入定位套筒37的穿孔和撑杆41的穿孔内，杆定位插销47的
中部贯穿设置有束绳穿孔48，在T型插销插入定位套筒37后，束绳穿孔48用于穿入钢丝绳等
高强度的绑缚带，对T型插销进行绑缚固定。
位套筒37与撑杆41的相对位置进行锁定，然后再向外拧动顶紧螺母36，使撑杆定位器组件4
的两端可以顶紧在工件上，在上述定位操作过程中，通过上述撑杆定位器组件4的自定位，
可以满足不同框距的产品自定位需求。
构的紧凑造成工装结构异常复材，定位器众多，传统装配工装装置或工装系统存在骨架结
构封闭、定位器多的不足，不仅带来工装制造周期、成本的提高，也对现场装配效率影响极
大，因此，为了提高飞机装配效率、降低装配周期与成本，本发明提出了一种基于飞机快速
装配的自定位装配系统的装配方法。
构中，刚性较弱，不作为主要承力结构，对飞机整体外形影响不大。因此，若采用传统工装定
位方式，会增加大量工装定位结构及骨架，且占用装配空间。
利提出的无型架装配的飞机机身装配工艺方法，II框体采用工装定位和辅助自定位的定位
方式进行定位，减少工装定位结构，节约装配成本。以已通过工装完全定位的I框体65为II
框体66的定位基准，通过利用杆定位器4进行定位。底部考虑到整体机身结构的重量，设置
托板定位组件进行结构支撑和孔定位，通过孔定位器对II框体进行辅助定位。
装配三个方向：将大型飞机结构的装配方式从完全依赖装配型架的传统方法向依靠柔性装
配工装、半柔性装配工装装配、零件自定位装配的方法上转变，降低飞机装配对专用装配型
架的依赖程度，大幅度降低装配成本。
考虑到进气道装配的可行性和方便性，将飞机框架进行分段。装配时先定位进气道，再定位
主框，最后梁自定位安装完成装配；3）装配主要以主框的工艺孔以及翼身交点孔为装配基
准进行装配，其余零部件采用零件自定位的方式进行装配连接；4）复材的壁板蒙皮与骨架
连接孔采用数控制终孔，直接连接装配；5）制造过程中需要的工艺信息采用传统的工艺数
字模型协调和传递。
定位的方式装配。一般型机的机身结构，除机身蒙皮及进气道外，其余零件均采用数控机加
件。为保证机身整体装配的质量要求，仅选取机身主要装配特征控制点（包括主要承力结
构、关键协调交点、飞行安全风险点、设计分离面等结构）进行工装定位，通过特征结构的装
配，完成机身总体框架装配；其余非关键部位的零部件装配，则利用零件本身的关键特征
（孔系、型面等）以及已经通过装配型架进行定位的机身主体结构为装配基准，根据零部件
之间的空间连接关系来进行装配，从而达到通过控制机身关键装配特征使整体机身尺寸和
轮廓达到装配精确性和装配准确性要求的目的。
结构的定位基准；此外，前机身与唇口相连的位置，是主要的进风口，因此对外形要求也较
高；对于机翼部分，关键桁和关键肋需工装定位；
关键协调交点是接头组件；
为设计分离面。由于这些部位的结构对飞机装配的协调性要求较高，主框及翼身交点接头
结构均需工装定位装配；
部通过托板组件6进行支撑，通过孔定位器组件3进行定位，使滑轨支座20带动孔定位器19
滑动到待定位位置，定位螺纹销23拉紧，锁紧螺纹销26进行锁定；带有交点接头的框结构，
采用交点孔定位器5进行交点孔定位；
配；
骤S12还进一步包括以下步骤：
立的型架，因此，机身零部件自定位装配步骤S1和机翼零部件自定位装配步骤S2可以同时
进行，也可以分开进行。在上述技术方案中，机身装配型架（72）采用现有技术中常用的机身
装配型架。
身式飞机，调节各类定位器或定位器组件，安装下一机型；若下一机型与已完成装配的机型
不同，则先拆卸各类定位器或定位器组件，再从安装平台上拆卸骨架组件，安装下一机型，
重构自定位装配系统，然后返回步骤S0。
度增加装配工装的开敞性，同时骨架采用规格化立柱式结构，标准化接口形式，整体可拆卸
重构，大大缩短了装配周期，提高了工装重复利用率。