CN117585186A - 一种集约式中后机身精益装配装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集约式中后机身精益装配装置及其方法，该装置包括装配生产线，所述装配生产线包括：第一站位，所述第一站位包括中后机身组件装配型架组；第二站位，设置于所述第一站位的一侧，所述第二站位包括上半桶定位器和吊挂定位器；第三站位，设置于所述第二站位远离所述第一站位的一侧，所述第三站位包括前后自动化作业平台和下半桶数控调姿定位器；第四站位，设置于所述第三站位远离所述第二站位的一侧，所述第四站位包括自动化操作平台和产品托架。本发明中，通过将中后机身装配工艺的各个阶段的工作集成至装配生产线上进行，四个站位能够形成流水线作业，能够实现操作人员的合理分配，既提高了工作效率，又降低了人工成本。

Description

一种集约式中后机身精益装配装置及其方法

技术领域

本发明涉及飞机装配技术领域，进一步地涉及一种集约式中后机身精益装配装置及其方法。

背景技术

飞机装配是将零件、组件或部件按照设计和技术要求进行组合、连接形成高一级的装配体或整机的过程，是飞机制造的关键环节，在很大程度上决定了飞机最终质量、制造成本和周期。

飞机的中后机身主要由：顶部壁板、左/右侧壁板、下半桶形件、左/右吊挂、球面框、框组件、左/右侧应急门框、左/右应急门、后货舱门等部件组成。现有的装配工艺所占用场地较广，运转效率较低，并且一些定位工艺还采用手工操作，其不仅对操作人员的要求较高，而且生产效率还低下。

因此，有必要设计一种集约式中后机身精益装配装置及其方法来解决上述问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种集约式中后机身精益装配装置及其方法，通过将中后机身装配工艺的各个阶段的工作集成至装配生产线上进行，四个站位能够形成流水线作业，能够实现操作人员的合理分配，既提高了工作效率，又降低了人工成本。

为了实现上述目的，本发明提供一种集约式中后机身精益装配装置，包括装配生产线，所述装配生产线包括：

第一站位，所述第一站位包括第一平台和装配型架组，所述第一平台与地面间隔预设距离，所述装配型架组设置于所述第一平台，用于对中后机身的各部件进行组装；

第二站位，设置于所述第一站位的一侧，所述第二站位包括第二平台、上半桶定位器和吊挂定位器，所述上半桶定位器用于对中后机身的上半桶形件进行定位支撑，所述第二平台围设于所述上半桶定位器的四周，所述第二平台与所述第一平台连接，并与地面间隔预设距离，所述吊挂定位器设置于所述第二平台的下方，用于对中后机身的吊挂进行定位安装；

第三站位，设置于所述第二站位远离所述第一站位的一侧，所述第三站位包括第三平台和下半桶定位器，所述下半桶定位器用于对中后机身的下半桶形件进行定位支撑，所述第三平台围设于所述下半桶定位器的四周，所述第三平台与所述第二平台连接，并与地面间隔预设距离，若干个数控定位器间隔设置于所述第三平台的下方，并位于所述下半桶定位器的相对两侧，所述数控定位器用于对中后机身的下半桶形件进行定位安装；

第四站位，设置于所述第三站位远离所述第二站位的一侧，所述第四站位包括第四平台和托架，所述托架用于对组装后的中后机身进行定位支撑，所述第四平台围设于所述托架的四周，所述第四平台与所述第三平台连接，并与地面间隔预设距离，所述第四平台用于对组装后的中后机身进行架外补铆。

在一些实施方式中，所述装配型架组包括：用于装配应急门框的应急门框装配型架、用于装配设备舱门的设备舱门装配型架、用于装配设备舱门框的设备舱门框装配型架、用于装配储藏室的储藏室装配型架，所述应急门框装配型架、所述设备舱门装配型架、所述设备舱门框装配型架、所述储藏室装配型架分别间隔设置于所述第一平台上，所述应急门框装配型架的底部设置有支撑柱，所述支撑柱的底部顶持在地面上。

在一些实施方式中，所述第二平台上设置有镂空部，所述镂空部位于所述吊挂定位器的上方；

所述镂空部处设置移动平台，所述移动平台安装于所述第二平台上，并能够相对所述第二平台进行移动；

所述移动平台移动至第一位置时，所述镂空部敞开，使得所述吊挂定位器的上方无遮挡，以便于吊挂的定位安装；

所述移动平台移动至第二位置时，所述移动平台位于镂空部处将所述镂空部封闭，能够站在所述移动平台上对所述镂空部旁的中后机身部件进行安装。

在一些实施方式中，所述吊挂定位器包括：

若干个平行间隔布置的移动滑轨；

移动滑台，所述移动滑台的底部通过滑块与对应的所述移动滑轨滑动连接；

安装架，固定于所述移动滑台上；

对位机构，固定于所述安装架上，并位于所述安装架远离所述上半桶定位器的一侧，所述对位机构用于对吊挂远离中后机身的一端进行定位；

压紧机构，固定于所述安装架上，所述压紧机构用于将吊挂压设在所述移动滑台上；

调姿机构，设置于所述安装架的底部，所述调姿机构用于对吊挂的姿态进行调整；

所述移动滑台沿所述移动滑轨移动至预设位置时，到位插销将所述移动滑台进行定位固定，能够将吊挂与中后机身进行固定安装。

在一些实施方式中，所述数控定位器包括：

底板；

第一移动机构，设置于所述底板上；

第二移动机构，设置于所述第一移动机构上，所述第一移动机构能够驱动所述第二移动机构沿第一方向往复移动；

第三移动机构，设置于所述第二移动机构上，所述第二移动机构能够驱动所述第三移动机构沿第二方向往复移动；

定位机构，设置于所述第三移动机构上，所述第三移动机构能够驱动所述定位机构沿第三方向往复移动，所述第一方向、所述第二方向、所述第三方向相互垂直，所述定位机构用于与下半桶形件的定位部适配连接；

位置获取机构，用于获取下半桶形件的定位部的位置信息；

控制机构，分别与所述第一移动机构、所述第二移动机构、所述第三移动机构、所述位置获取机构连接，所述控制机构通过所述位置获取机构获取定位部的位置信息，并控制所述第一移动机构、所述第二移动机构、所述第三移动机构驱动所述定位机构与所述定位部适配连接。

在一些实施方式中，所述第一移动机构包括第一导轨、第一滑动件和第一驱动电机，所述第一导轨和所述第一驱动电机分别固定于所述底板上，所述第一滑动件滑动设置于所述第一导轨上，并与所述第一驱动电机驱动连接，使得所述第一驱动电机能够驱动所述第一滑动件沿所述第一方向往复移动；

所述第二移动机构包括第二导轨、第二滑动件和第二驱动电机，所述第二导轨和所述第二驱动电机分别固定于所述第一滑动件上，所述第二滑动件滑动设置于所述第二导轨上，并与所述第二驱动电机驱动连接，使得所述第二驱动电机能够驱动所述第二滑动件沿所述第二方向往复移动；

所述第三移动机构包括第三驱动电机和伸缩轴，所述第三驱动电机固定于所述第二滑动件上，所述第三驱动电机的驱动端与所述伸缩轴的一端固定连接，能够驱动所述伸缩轴沿所述第三方向往复移动，所述伸缩轴的另一端与所述定位机构连接。

在一些实施方式中，还包括辅助移动机构，所述辅助移动机构包括：

两个固定块，固定于所述底板上，两个所述固定块分别位于所述第一导轨的相对两侧；

第一辅助导轨，分别与两个所述固定块固定连接，所述第一辅助导轨垂直架设于所述第一导轨的上方；

第二辅助导轨，与所述第一辅助导轨垂直设置，所述第二辅助导轨的底部通过第一辅助滑块与所述第一辅助导轨滑动连接；

安装板，所述安装板的底部固定有第二辅助滑块，所述第二辅助滑块与所述第二辅助导轨滑动连接，所述第二滑动件固定于所述安装板的底部，并与所述第二辅助滑块间隔布置，所述第三驱动电机固定于所述安装板上。

在一些实施方式中，所述定位机构包括支座、三维力传感器和定位柱，所述支座固定于所述伸缩轴的端部，所述三维力传感器固定于所述支座上，所述定位柱固定于所述三维力传感器上，所述三维力传感器与所述控制机构连接，使得所述三维力传感器能够将所述定位柱的受力信息发送给所述控制机构。

在一些实施方式中，所述位置获取机构包括激光跟踪仪，所述激光跟踪仪与所述控制机构连接，所述激光跟踪仪能够实时获取所述定位部的位置信息并发送至所述控制机构。

根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一种使用如上述中任意一项所述的集约式中后机身精益装配装置的方法，包括步骤：

在第一平台上对中后机身的应急门框、设备舱门、设备舱门框、储藏室支架进行组装；

在上半桶定位器对上半桶形件的主体框架及壁板进行组装，再将应急门框、设备舱门、设备舱门框、储藏室支架装设于主体框架的对应位置，再通过吊挂定位器将吊挂装设于主体框架的对应位置，在第二站位上完成对上半桶形件的装配；

将下半桶形件吊装至下半桶定位器上，通过若干个数控定位器将下半桶形件的位置调整至预设位置，将上半桶形件吊装至下半桶形件的上方，对位后将上半桶形件与下半桶形件固定为一体组成中后机身；

将中后机身吊装至托架上，并对中后机身进行架外补铆。

与现有技术相比，本发明所提供的集约式中后机身精益装配装置及其方法具有以下有益效果：

1、本发明所提供的集约式中后机身精益装配装置，数控定位器能够通过位置获取机构实时获取下半桶形体的位置信息，控制机构控制第一移动机构、第二移动机构、第三移动机构自动对下半桶形件进行姿态调整，实现无应力或少应力装配，保证安装定位精度，且工作效率高；

2、本发明所提供的集约式中后机身精益装配装置，通过将中后机身装配工艺的各个阶段的工作集成至装配生产线上进行，装配生产线整体呈双层结构分为四个站位，上层主要作为安装位，下层即可作为安装位又可作为存储位，其不仅节省空间，还能够方便各部件的安装，还保证了安装过程中操作员的安全；第一站位为各部件的组装站位，第二站位为上半桶形件的组装站位，第三站位为下半桶形件与上半桶形件对接站位，第四站位为中后机身的架外补铆，四个站位的工作平台接近处于同一平面，方便部件的运转，四个站位能够形成流水线作业，能够实现操作人员的合理分配，既提高了工作效率，又降低了人工成本。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本发明的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明的优选实施例集约式中后机身精益装配装置的俯视图；

图2是本发明的优选实施例第二站位的结构示意图；

图3是本发明的优选实施例第二站位镂空部敞开状态的结构示意图；

图4是本发明的优选实施例吊挂定位器的结构示意图；

图5是本发明的优选实施例带吊挂的吊挂定位器的结构示意图；

图6是本发明的优选实施例吊挂定位器另一视角的结构示意图；

图7是本发明的优选实施例第三站位的结构示意图；

图8是本发明的优选实施例数控定位器的结构示意图；

图9是本发明的优选实施例数控定位器上半段的结构示意图；

图10是本发明的优选实施例数控定位器下半段的结构示意图。

附图标号说明：

数控定位器1，底板11，第一移动机构12，第一导轨121，第一滑动件122，第一驱动电机123，第二移动机构13，第二导轨131，第二滑动件132，第二驱动电机133，第三移动机构14，第三驱动电机141，伸缩轴142，定位机构15，控制机构16，位置获取机构17，辅助移动机构18，固定块181，第一辅助导轨182，第二辅助导轨183，安装板184，第一站位2，第一平台21，装配型架组22，第二站位3，第二平台31，镂空部311，移动平台312，上半桶定位器32，吊装定位器33，移动滑轨331，移动滑台332，安装架333，对位机构334，压紧机构335，调姿机构336，到位插销337，上半桶形件34，吊挂35，第三站位4，第三平台41，第四站位5，第四平台51。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在一个实施例中，参考说明书附图1至图10，本发明所提供的一种集约式中后机身精益装配装置，包括装配生产线，装配生产线包括：第一站位2、第二站位3、第三站位4和第四站位5。第一站位2包括第一平台21和装配型架组22，第一平台21与地面间隔预设距离，装配型架组22设置于第一平台21，用于对中后机身的各部件进行组装。

第二站位3设置于第一站位2的一侧，第二站位3包括第二平台31、上半桶定位器32和吊挂定位器33，上半桶定位器32用于对中后机身的上半桶形件34进行定位支撑，第二平台31围设于上半桶定位器32的四周，第二平台31与第一平台21连接，并与地面间隔预设距离，吊挂定位器33设置于第二平台31的下方，用于对中后机身的吊挂35进行定位安装。

第三站位4设置于第二站位3远离第一站位2的一侧，第三站位4包括第三平台41和下半桶定位器，下半桶定位器用于对中后机身的下半桶形件进行定位支撑，第三平台41围设于下半桶定位器的四周，第三平台41与第二平台31连接，并与地面间隔预设距离，若干个数控定位器1间隔设置于第三平台41的下方，并位于下半桶定位器的相对两侧，数控定位器1用于对中后机身的下半桶形件进行定位安装。

第四站位5设置于第三站位4远离第二站位3的一侧，第四站位5包括第四平台51和托架，托架用于对组装后的中后机身进行定位支撑，第四平台51围设于托架的四周，第四平台51与第三平台41连接，并与地面间隔预设距离，第四平台51用于对组装后的中后机身进行架外补铆。

本实施例中，通过将中后机身装配工艺的各个阶段的工作集成至装配生产线上进行，装配生产线整体呈双层结构分为四个站位，上层主要作为安装位，下层即可作为安装位又可作为存储位，其不仅节省空间，还能够方便各部件的安装，还保证了安装过程中操作员的安全；第一站位2为各部件的组装站位，第二站位3为上半桶形件34的组装站位，第三站位4为下半桶形件与上半桶形件34对接站位，第四站位5为中后机身的架外补铆，四个站位的工作平台接近处于同一平面，方便部件的运转，四个站位能够形成流水线作业，能够实现操作人员的合理分配，即提高了工作效率，又降低了人工成本。

在一个实施例中，参考说明书附图1，装配型架组包括：用于装配应急门框的应急门框装配型架、用于装配设备舱门的设备舱门装配型架、用于装配设备舱门框的设备舱门框装配型架、用于装配储藏室的储藏室装配型架，应急门框装配型架、设备舱门装配型架、设备舱门框装配型架、储藏室装配型架分别间隔设置于第一平台21承力结构上，布置需兼顾产品吊装及装配过道，其中应急门框装配型架下设置单独支撑，周边预留工装定检、工具箱、工作梯位置。

参考说明书附图1至图3，上半桶定位器32和第二平台31采用钢结构螺接，第二平台31上设置有镂空部311，镂空部311位于吊挂定位器33的上方；镂空部311处设置移动平台312，移动平台312安装于第二平台31上，并能够相对第二平台31进行移动。移动平台312移动至第一位置时，也即移动平台312远离上半桶形件34移动一段距离（如两米），镂空部311敞开，使得吊挂定位器33的上方无遮挡，以便于吊挂35的定位安装；移动平台312移动至第二位置时，也即移动平台312靠近上半桶形件34处，移动平台312位于镂空部311处将镂空部311封闭，能够站在移动平台312上对镂空部311旁的中后机身部件进行安装。移动平台312包括平台部、滑块组和多个并排间隔设置的滑轨，滑轨固定于下方的支架上，或者直接固定在第二平台31上，滑块组固定于平台部的底部，滑块组中的滑块与对应的滑轨适配连接，使得平台部能够沿滑轨的轴向方向往复移动，进而实现移动平台312在第一位置与第二位置之间往复移动。平台部可以采用手动进行驱动，也可以设置驱动电机进行驱动。移动平台312在上半桶形件34的两侧均有设置，以此实现两侧的吊挂35的安装。并且，也可以在设备舱门旁设置镂空部和移动平台，以方便设备舱门和门框的安装，其结构与上述结构类似，在此不多做赘述。

参考说明书附图4至图6，吊挂定位器包括：移动滑轨331、移动滑台332、安装架333、对位机构334、压紧机构335和调姿机构336。移动滑轨331设置有四个，四个移动滑轨331平行间隔布置，移动滑轨331固定于底部支架上。移动滑台332设置有两个，每个移动滑台332的底部通过滑块与对应的两个移动滑轨331滑动连接。安装架333的底部固定于两个移动滑台332上，每个安装架333上均固定有对位机构334，对位机构334位于安装架333远离上半桶定位器32的一侧，对位机构334用于对吊挂35远离中后机身的一端进行定位。每个安装架333的顶部均固定有压紧机构335，压紧机构335用于将吊挂35压设在安装架333上。调姿机构336设置有多个，多个调姿机构336间隔设置于安装架333的底部，调姿机构336用于对吊挂35的姿态进行调整。

调姿机构336包括测量点指示器、调节杆、调节螺母和手柄，调节螺母固定在安装架333上，并位于吊挂35的下方，调节杆适配插设于调节螺母内与调节螺母螺纹连接，调节杆的顶部顶持在吊挂35的底部，调节杆的底部与手柄固定连接。测量点指示器能够实时获取吊挂35的位置信息，再通过转动手柄能够调节吊挂35的水平姿态，再配合对位机构334对吊挂的定位，以及压紧机构335的压设固定，实现了吊挂35的精准调姿。在吊挂35调姿完成后，驱动移动滑台332沿移动滑轨331移动至预设位置，也即吊挂35与上半桶形件34适配对接时，到位插销337将移动滑台332与下方的固定支架进行定位固定，避免移动滑台332在移动滑轨331上产生移动，此时工人能够将吊挂35与上半桶形件34进行固定安装。通过在安装架333上设置调姿机构336，保证吊挂35放置姿态及位置正确：通过调姿机构336调整吊挂35姿态，保证吊挂35与安装架333上的测量点指示器贴合上，结合安装架333上的压紧机构335配合使用，最终保证吊挂35的定位孔与安装架333上对位机构334的定位销同轴并能插入销棒，吊挂35定位面与对位机构334定位面贴合，此时才能说明吊挂35定位到位，之后拧紧压紧机构335压紧吊挂35。

参考说明书附图7，下半桶定位器和第三平台41采用钢结构螺接，第三平台41的高度要略低于两侧的第二平台31和第四平台51，以方便对上半桶形件34和下半桶形件的连接处进行固定安装。下半桶形件搁置在下半桶定位器上，下半桶定位器的四周至少要设置三个数控定位器1，优选为四个，下半桶定位器的两侧分别设置有两个。下半桶形件的两侧分别设置有两个定位部，定位部可以是固定架或固定块，定位部与下半桶形件固定连接。定位部的底部具有与定位柱153适配的凹槽，控制机构16通过位置获取机构17获取定位部的位置信息，并控制第一移动机构12、第二移动机构13、第三移动机构14驱动定位机构15与定位部适配连接。当然，也可以通过控制机构16控制第一移动机构12、第二移动机构13、第三移动机构14驱动定位机构15带动下半桶形件进行姿态调整。

位置获取机构17为激光跟踪仪，位置获取机构17设置于第三平台41的两侧，并间隔一定距离，位置获取机构17能够对下半桶形件定位过程的位置信息进行实时监测，也可以对上板桶形件34与下半桶形件的对位过程的位置信息进行实时监测，并将该位置信息实时传递给控制机构16，使得控制机构16能够实现对下半桶形件与上半桶形件34对接过程的姿态进行实时调整。下半桶定位器的两端还设置有辅助定位机构和移动架梯，辅助定位机构能够在下半桶形件调姿后，对下半桶形件的姿态位置进行检验，以确保下半桶形件的姿态位置为理想姿态。移动架梯能够向靠近或远离下半桶定位器的方向移动，通过设置移动架梯能够方便对中后机身两端结构进行安装，同时也能够方便切除蒙皮。

一个实施例中，参考说明书附图8至图10，数控定位器1，包括：底板11、第一移动机构12、第二移动机构13、第三移动机构14、定位机构15、位置获取机构17和控制机构16。第一移动机构12设置于底板11上；第二移动机构13设置于第一移动机构12上，第一移动机构12能够驱动第二移动机构13沿第一方向往复移动；第三移动机构14设置于第二移动机构13上，第二移动机构13能够驱动第三移动机构14沿第二方向往复移动。定位机构15设置于第三移动机构14上，第三移动机构14能够驱动定位机构15沿第三方向往复移动，第一方向、第二方向、第三方向相互垂直，定位机构15用于与下半桶形件的定位部适配连接。位置获取机构17用于获取下半桶形件的定位部的位置信息；控制机构16分别与第一移动机构12、第二移动机构13、第三移动机构14、位置获取机构17连接，控制机构16通过位置获取机构17获取定位部的位置信息，并控制第一移动机构12、第二移动机构13、第三移动机构14驱动定位机构15与定位部适配连接。

本实施例中，能够通过位置获取机构17实时获取下半桶形体的位置信息，控制机构16控制第一移动机构12、第二移动机构13、第三移动机构14自动对下半桶形件进行姿态调整，实现无应力或少应力装配，保证安装定位精度，且工作效率高。

在一个实施例中，参考说明书附图8至图10，第一移动机构12包括第一导轨121、第一滑动件122和第一驱动电机123，第一导轨121和第一驱动电机123分别固定于底板11上，第一滑动件122滑动设置于第一导轨121上，并与第一驱动电机123驱动连接，使得第一驱动电机123能够驱动第一滑动件122沿第一方向往复移动。其中，第一导轨121设置有两个，两个第一导轨121并排间隔设置，第一滑动件122的底部设置有两个滑块，两个滑块与对应的第一导轨121适配连接，第一驱动电机123通过丝杆螺母机构与第一滑动件122驱动连接，即第一驱动电机123与丝杆固定连接，第一滑动件122与螺母固定连接，丝杆与螺母适配连接，第一驱动电机123驱动丝杆转动，进而带动第一滑动件122沿丝杆的轴线方向往复移动。当然，第一驱动电机123也可以通过皮带轮机构与第一滑动件122驱动连接。

第二移动机构13包括第二导轨131、第二滑动件132和第二驱动电机133，第二导轨131和第二驱动电机133分别固定于第一滑动件122上，第二滑动件132滑动设置于第二导轨131上，并与第二驱动电机133驱动连接，使得第二驱动电机133能够驱动第二滑动件132沿第二方向往复移动。同理，第二驱动电机133也可以通过丝杆螺母机构或皮带轮机构与第二滑动件132驱动连接。

第三移动机构14包括第三驱动电机141和伸缩轴142，第三驱动电机141固定于第二滑动件132上，第三驱动电机141的驱动端与伸缩轴142的一端固定连接，能够驱动伸缩轴142沿第三方向往复移动，伸缩轴142的另一端与定位机构15连接。使用导轨丝杠实现Z方向的移动，使用伺服电机驱动，保证移动精度。当然，第三移动机构14也可以借助皮带轮机构来驱动伸缩轴142沿第三方向往复移动，或者，第三移动机构14采用伸缩气缸或伸缩油缸来实现定位机构15沿第三方向往复移动。其中，如图1所示，第一方向为X方向，也即左右方向；第二方向为Y方向，也即前后方向；第三方向为Z方向，也即上下方向。

进一步地，数控定位器1还包括辅助移动机构18，辅助移动机构18包括：两个固定块181、第一辅助导轨182、第二辅助导轨183、安装板184。两个固定块181固定于底板11上，两个固定块181分别位于第一导轨121的相对两侧。第一辅助导轨182的两端分别与两个固定块181固定连接，第一辅助导轨182垂直架设于第一导轨121的上方。第二辅助导轨183与第一辅助导轨182垂直设置，第二辅助导轨183的底部通过第一辅助滑块与第一辅助导轨182滑动连接。安装板184的底部固定有第二辅助滑块，第二辅助滑块与第二辅助导轨183滑动连接，第二滑动件132固定于安装板184的底部，并与第二辅助滑块间隔布置，第三驱动电机141固定于安装板184上。通过设置辅助移动机构18使得第二驱动电机133固定于固定块181上，无需安装于第一滑动件122上，不需安装电机电缆拖链，使用并联方式实现X方向、Y方向的移动，使用伺服电机驱动，保证移动精度；且具有承载力大，位移精度高，运动惯性小，结构稳定等优点。

需要指出的是，第一移动机构12、第二移动机构13、第三移动机构14的具体结构均是对应于说明书附图进行阐述，在实际使用过程中，也可以采用其他的结构或装置，只要能够实现定位机构15沿X方向、Y方向、Z方向往复移动的结构或装置均可，这里仅是为了更好地阐述本发明，不应当构成对本发明的限制。

在一个实施例中，参考说明书附图8至图10，定位机构15包括支座151、三维力传感器152和定位柱153，支座151固定于伸缩轴142的端部，三维力传感器152固定于支座151上，定位柱153固定于三维力传感器152上，三维力传感器152与控制机构16连接，使得三维力传感器152能够将定位柱153的受力信息发送给控制机构16。通过设置三维力传感器152，实现力的动态检测与微调控制相结合，确保每个定位柱153受力合理，防止部件受力变形。

位置获取机构17包括激光跟踪仪，激光跟踪仪与控制机构16连接，激光跟踪仪能够实时获取定位部的位置信息并发送至控制机构16，使得控制机构16能够控制第一移动机构12、第二移动机构13、第三移动机构14驱动定位机构15与定位部适配连接。可以在下半桶形体的四周设置多个数控定位器1，并采用多个激光跟踪仪动态测量下半桶形体的各部测量点，并将位置信息发送给控制机构，由控制机构执行对下半桶形体的姿态进行相应调节，实现调姿过程的动态跟踪、显示调姿与姿态评价。

当然，也可以将位置获取机构17设置为工业相机，通过工业相机测量点进行拍照，通过计算机中的视觉算法，可以计算出定位柱153与定位部的偏移量，控制机构16将该偏移量转化为X、Y、Z三个方向的运动长度，再控制第一移动机构12、第二移动机构13、第三移动机构14驱动定位柱153移动对应的长度，进而实现对下半桶形体的姿态进行相应调节。控制机构16为控制箱体，其内部设置有控制电路板、PLC、控制线路等部件。

集约式中后机身精益装配装置的装配生产线是一种高效率、节拍化的生产组织方式，生产线建设过程复杂、初始投资巨大，在建成后一般不易做大幅度改动，其性能直接影响到飞机装配周期与制造成本。通过将航空复杂离散制造过程中的人员、装配工艺、工装、设备、物流、信息流、生产节拍、装配空间等因素实现多维综合优化。依据产线规划建模，建立车间物流模型，分别模拟空中吊运和地面移动运输装置的不同模式的工作状态，按照自动制孔设备工作效率、自动化工作运动行程所需时间节拍，人员操作任务节拍，建立数学模型，分析物料运输路线，物流布局的合理性，设备利用率，识别和改善生产线上的瓶颈工序，实现壁板装配生产线装配节拍的均衡优化。

在第一站位2新增现场办公岛和大型壁板存放工装，现场办公岛设置在第一站位2上，位于远离第二转为3的一端，能够有效改善人员的办公条件。大型壁板存放工装设置在第一站位2上，位于靠近第二转为3的一端，以便于大型壁板吊装至第二站位3进行安装。在各站位的两侧预留操作人员活动线，并设置楼梯方便上下。采用数字孪生技术对现有生产现场进行数字化转型升级改进优化，以“精益”为原则，优化工装设计及“工艺流”、“物流”、“人流”三条动线的最佳路径，在不增加现有工位的基础上实现提质增效，将装配产能由28人工作224小时提升为24人工作152小时。采用数控定位器、吊装定位器等数字化自动调姿定位技术取代传统手工定位，升级部件装配余量修切工具，用便携式电动轨道锯取代气动马达轨道锯，可提高装配效率30%以上。

通过对现有工艺装配流程进行优化，优化后装配区共分为4个站位，分别为：第一站位2的配套组件装配区、第二站位3的上半桶形件装配区、第三站位4的上、下半桶形件对合装配区、第四站位5的架外补铆区。第一站位2将左右应急门框装配、后设备舱门装配、后设备舱门框装配、后储藏室支架预装配进行整合放置于第一平台21。四个工作平台以现有的上半桶形件34为基准布置，四个工作平台为统一高度并相互联通，各平台均预留有工装定检、产品测量及吊装的工作空间。

四个工作平台整体为长方形两层结构，一层为紧固件、吊装工装、各备件存放区域；一层支撑设置应尽量规整，增大使用空间，且便于清洁；平台主体为钢结构螺接，工作台面应平整无鼓动。周边及非工作缺口设置固定护栏，工作缺口设置可拆卸护栏，护栏高度1m,踢脚板高度0.8m，各无护栏缺口区域设置防坠物挡板，高度不小于0.1m。在第一站位2与第二站位3之间飞机航向左侧设置一处步梯，第二站位3与第三站位4之间飞机航向右侧设置一处步梯，第三站位4前后端头左右设置四处步梯至下沉工作平台，第四站位5应急门框前侧位置设置左右两处步梯。

第二平台31上按中后机身上部装配型架工作平台设置移动台面与翻版满足6长桁及门框装配需求，周边预留工具箱位置。第三平台41沿两侧18长桁设置下沉工作台，下沉深度1.1m,工作台布置参考中后机身上下对合型架工作平台，周边预留工具箱位置。第四平台51包络中后机身放置托架四周，左右沿飞机最前侧往后设置长2.6m,宽0.5m的伸缩平台用于左右应急门及窗框安装（第四平台51允许分段），第四平台51距离产品间隙小于0.05m,周边设置产品保护装置，站位处设置伸缩平台用于球面框补铆，平台至少能满足两人同时工作，工作面宽不小于1m，层高2.5m。

采用本中后机身装配装置后，在不计算加班的情况下，产能能够由24架/年提升至36架/年；根据产能规划，确定操作人员、辅助人员数量，四个站位的工作平台接近处于同一平面，方便部件的运转，四个站位能够形成流水线作业，能够实现操作人员的合理分配，能够有效降低人员数量。能够通过信息化，实现零组件提前5天配送，通过缩短人员活动路径，新制钻模减少手工划线比例，效率提升明显，且产品装配失误出错率低。

根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一种使用如上述中任意一项所述的集约式中后机身精益装配装置的方法，包括步骤：

在第一平台21上对中后机身的应急门框、设备舱门、设备舱门框、储藏室支架进行组装；

在上半桶定位器32对上半桶形件34的主体框架及壁板进行组装，再将应急门框、设备舱门、设备舱门框、储藏室支架装设于主体框架的对应位置，再通过吊挂定位器33将吊挂35装设于主体框架的对应位置，在第二站位3上完成对上半桶形件34的装配；

将下半桶形件吊装至下半桶定位器上，通过若干个数控定位器1将下半桶形件的位置调整至预设位置，将上半桶形件34吊装至下半桶形件的上方，对位后将上半桶形件34与下半桶形件固定为一体组成中后机身；

将中后机身吊装至托架上，并对中后机身进行架外补铆。

在上述实施例中，装配生产线包括集约式一体化集成装配平台、数字化测量基准及独立支撑装置，通过将中后机身部件按照装配工艺顺序分解的四个装配站位采用精益布局方法，集成至统一的装配平台上进行，四个站位能够形成流水线作业，能够实现操作人员、工位器具和物料的合理布局分配，消除无效运动实现精益生产，而且，通过工序优化实现各站位的均衡节拍生产，改变传统孤岛式单站位布局生产模式，采用数字化自动化工艺装备取代机械手工调姿装配，既提高了工作效率和厂房空间利用率，又降低了生产成本。本发明较原有孤岛式单站位布局节约生产场地35%，系统调姿定位精度小于0.1mm，重复定位精度小于0.05mm，生产效率提升50%。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述或记载的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种集约式中后机身精益装配装置，其特征在于，包括装配生产线，所述装配生产线包括：

第一站位，所述第一站位包括第一平台和中后机身组合件装配型架组，所述第一平台与地面间隔预设距离，所述装配型架组设置于所述第一平台，用于对中后机身的各部件进行组装；

第二站位，设置于所述第一站位的一侧，所述第二站位包括第二平台、上半桶定位器和吊挂定位器，所述上半桶定位器用于对中后机身的上半桶形件进行定位支撑，所述第二平台围设于所述上半桶定位器的四周，所述第二平台与所述第一平台连接，并与地面间隔预设距离，所述吊挂定位器设置于所述第二平台的下方，用于对中后机身的吊挂进行定位安装；

第三站位，设置于所述第二站位远离所述第一站位的一侧，所述第三站位包括第三平台和下半桶定位器，所述下半桶定位器用于对中后机身的下半桶形件进行定位支撑，所述第三平台围设于所述下半桶定位器的四周，所述第三平台与所述第二平台连接，并与地面间隔预设距离，若干个数控定位器间隔设置于所述第三平台的下方，并位于所述下半桶定位器的相对两侧，所述数控定位器用于对中后机身的下半桶形件进行定位安装；

第四站位，设置于所述第三站位远离所述第二站位的一侧，所述第四站位包括第四平台和托架，所述托架用于对组装后的中后机身进行定位支撑，所述第四平台围设于所述托架的四周，所述第四平台与所述第三平台连接，并与地面间隔预设距离，所述第四平台用于对组装后的中后机身进行架外补铆。

2.根据权利要求1所述的集约式中后机身精益装配装置，其特征在于，

所述装配型架组包括：用于装配应急门框的应急门框装配型架、用于装配设备舱门的设备舱门装配型架、用于装配设备舱门框的设备舱门框装配型架、用于装配储藏室的储藏室装配型架，所述应急门框装配型架、所述设备舱门装配型架、所述设备舱门框装配型架、所述储藏室装配型架分别间隔设置于所述第一平台上，所述应急门框装配型架的底部设置有支撑柱，所述支撑柱的底部顶持在地面上。

3.根据权利要求1所述的集约式中后机身精益装配装置，其特征在于，

所述第二平台上设置有镂空部，所述镂空部位于所述吊挂定位器的上方；

所述镂空部处设置移动平台，所述移动平台安装于所述第二平台上，并能够相对所述第二平台进行移动；

所述移动平台移动至第一位置时，所述镂空部敞开，使得所述吊挂定位器的上方无遮挡，以便于吊挂的定位安装；

所述移动平台移动至第二位置时，所述移动平台位于镂空部处将所述镂空部封闭，能够站在所述移动平台上对所述镂空部旁的中后机身部件进行安装。

4.根据权利要求3所述的集约式中后机身精益装配装置，其特征在于，所述吊挂定位器包括：

若干个平行间隔布置的移动滑轨；

移动滑台，所述移动滑台的底部通过滑块与对应的所述移动滑轨滑动连接；

安装架，固定于所述移动滑台上；

对位机构，固定于所述安装架上，并位于所述安装架远离所述上半桶定位器的一侧，所述对位机构用于对吊挂远离中后机身的一端进行定位；

压紧机构，固定于所述安装架上，所述压紧机构用于将吊挂压设在所述移动滑台上；

调姿机构，设置于所述安装架的底部，所述调姿机构用于对吊挂的姿态进行调整；

所述移动滑台沿所述移动滑轨移动至预设位置时，到位插销将所述移动滑台进行定位固定，能够将吊挂与中后机身进行固定安装。

5.根据权利要求1所述的集约式中后机身精益装配装置，其特征在于，所述数控定位器包括：

底板；

第一移动机构，设置于所述底板上；

第二移动机构，设置于所述第一移动机构上，所述第一移动机构能够驱动所述第二移动机构沿第一方向往复移动；

第三移动机构，设置于所述第二移动机构上，所述第二移动机构能够驱动所述第三移动机构沿第二方向往复移动；

定位机构，设置于所述第三移动机构上，所述第三移动机构能够驱动所述定位机构沿第三方向往复移动，所述第一方向、所述第二方向、所述第三方向相互垂直，所述定位机构用于与下半桶形件的定位部适配连接；

位置获取机构，用于获取下半桶形件的定位部的位置信息；

控制机构，分别与所述第一移动机构、所述第二移动机构、所述第三移动机构、所述位置获取机构连接，所述控制机构通过所述位置获取机构获取定位部的位置信息，并控制所述第一移动机构、所述第二移动机构、所述第三移动机构驱动所述定位机构与所述定位部适配连接。

6.根据权利要求5所述的集约式中后机身精益装配装置，其特征在于，

所述第一移动机构包括第一导轨、第一滑动件和第一驱动电机，所述第一导轨和所述第一驱动电机分别固定于所述底板上，所述第一滑动件滑动设置于所述第一导轨上，并与所述第一驱动电机驱动连接，使得所述第一驱动电机能够驱动所述第一滑动件沿所述第一方向往复移动；

所述第二移动机构包括第二导轨、第二滑动件和第二驱动电机，所述第二导轨和所述第二驱动电机分别固定于所述第一滑动件上，所述第二滑动件滑动设置于所述第二导轨上，并与所述第二驱动电机驱动连接，使得所述第二驱动电机能够驱动所述第二滑动件沿所述第二方向往复移动；

所述第三移动机构包括第三驱动电机和伸缩轴，所述第三驱动电机固定于所述第二滑动件上，所述第三驱动电机的驱动端与所述伸缩轴的一端固定连接，能够驱动所述伸缩轴沿所述第三方向往复移动，所述伸缩轴的另一端与所述定位机构连接。

7.根据权利要求6所述的集约式中后机身精益装配装置，其特征在于，还包括辅助移动机构，所述辅助移动机构包括：

两个固定块，固定于所述底板上，两个所述固定块分别位于所述第一导轨的相对两侧；

第一辅助导轨，分别与两个所述固定块固定连接，所述第一辅助导轨垂直架设于所述第一导轨的上方；

第二辅助导轨，与所述第一辅助导轨垂直设置，所述第二辅助导轨的底部通过第一辅助滑块与所述第一辅助导轨滑动连接；

安装板，所述安装板的底部固定有第二辅助滑块，所述第二辅助滑块与所述第二辅助导轨滑动连接，所述第二滑动件固定于所述安装板的底部，并与所述第二辅助滑块间隔布置，所述第三驱动电机固定于所述安装板上。

8.根据权利要求7所述的集约式中后机身精益装配装置，其特征在于，

所述定位机构包括支座、三维力传感器和定位柱，所述支座固定于所述伸缩轴的端部，所述三维力传感器固定于所述支座上，所述定位柱固定于所述三维力传感器上，所述三维力传感器与所述控制机构连接，使得所述三维力传感器能够将所述定位柱的受力信息发送给所述控制机构。

9.根据权利要求8所述的集约式中后机身精益装配装置，其特征在于，

所述位置获取机构包括激光跟踪仪，所述激光跟踪仪与所述控制机构连接，所述激光跟踪仪能够实时获取所述定位部的位置信息并发送至所述控制机构。

10.一种使用如权利要求1-9中任意一项所述的集约式中后机身精益装配装置的方法，其特征在于，包括步骤：

在第一平台上对中后机身的应急门框、设备舱门、设备舱门框、储藏室支架进行组装；

在上半桶定位器对上半桶形件的主体框架及壁板进行组装，再将应急门框、设备舱门、设备舱门框、储藏室支架装设于主体框架的对应位置，再通过吊挂定位器将吊挂装设于主体框架的对应位置，在第二站位上完成对上半桶形件的装配；

将下半桶形件吊装至下半桶定位器上，通过若干个数控定位器将下半桶形件的位置调整至预设位置，将上半桶形件吊装至下半桶形件的上方，对位后将上半桶形件与下半桶形件固定为一体组成中后机身；

将中后机身吊装至托架上，并对中后机身进行架外补铆。