5、大型产品的移动、模块化和自适应装配夹具

大型产品的移动、模块化和自适应装配夹具

1. 引言

在产品装配过程中，将单个零件组合在一起，通过不同的连接操作创造出复杂的产品。装配产品的功能和质量往往取决于零件对齐的精度，因此在装配时需要花费大量精力进行零件的测量、定位和调整。

对于批量产品的生产，通常会使用夹具来辅助装配过程。夹具能帮助对齐待装配的零件，并在连接过程完成前将其固定在适当位置，这减少了所需的操作任务数量，加快了生产过程，降低了装配错误的风险。此外，夹具对于确保松散零件的初始固定也很有必要，因为在所有零件添加并固定之前，装配组件有时可能很脆弱易变形，夹具可以支撑装配组件并防止其坍塌。特别是在生产大型产品（如飞机部件或铁路车厢车身）时，夹具对于零件的定位和机械结构的支撑至关重要。

然而，装配夹具通常是为单一过程设计的，其技术限制会影响装配顺序和操作，并因可达性问题迫使装配人员采取特定的姿势。尽管夹具通常旨在支持符合人体工程学的工作流程，但它们大多缺乏灵活性且不可移动，难以适应生产过程或产品的变化。一些夹具虽有调整选项，但通常只有一个自由度且运动范围有限。在大型装配中，不同体型和需求的技术人员需同时在一个装配体上工作，这就需要更复杂的夹具设计，以确保所有装配人员都能以符合人体工程学的方式操作产品。

本文介绍了一种移动、模块化和自适应装配装置的概念和研究结果。这里的“自适应”指的是能够适应装配情况和工人的身体需求。该夹具是根据航空航天行业的一个实例开发的，并使用其 3D CAD 模型进行了研究。此外，为了评估人体工程学和过程能力，还设计并制造了一个缩小比例的移动、模块化和自适应夹具演示器。研究使用的应用产品是单通道飞机的高升力系统，该系统包括外着陆襟翼等组件，由两个支架支撑，整个高升力系统连接到机翼