飞机生产制造中需要保证零部件的质量和精度，同时也要在确保飞机功能的前提下尽量降低机身重量，飞机结构件作为飞机主要的受力部件，在实际生产过程中存在结构复杂、装夹困难的特点，要想改善这一问题，则应设计柔性夹具系统，快速灵活装夹不同类型的结构件，这对高效完成飞机结构件的生产与制造有着积极影响，航空企业应加强对柔性快装夹具系统的研究与应用。
1.飞机构件工装夹具所具备的特点
飞机结构件具有数量多、结构复杂的特点，普通机床无法满足整体性结构件的生产加工需要，为满足飞机结构件的装夹要求，工装夹具需要具备以下特点：第一，快速性。装夹阶段能够快速定位，应保证定位点的精准度，而后快速夹紧，能够高效完成结构件加工作业，缩短生产周期；第二，稳定性。飞机装夹完成后需要保证整体结构稳定性，要避免受到外部因素的影响，为后续数控加工打好基础；第三，自动性。利用先进技术手段自动完成定位、装夹和加工等各项操作，根据飞机结构件的形状特点自动夹紧，还能根据生产加工情况自动松开；第四，快速适应。飞机结构件的大小、形状和尺寸存在较大差异，为能够提高加工质效，要求工装夹具应具有柔性特点，能够快速适应结构件的装夹需求。
2.飞机结构件柔性夹具单元与功能
2.1柔性夹具单元与功能
飞机生产制造水平在不断提高的过程中，整体式结构具有强度高和刚度高的特点，整体的稳定性强，而且也减轻了飞机整体重量，所以在各类飞机产品中得到了较为广泛的应用。但是生产整体式结构件的过程中，会受到装夹的柔性问题的影响，需要进行柔性设计，为航空制造业发展提供技术支持。柔性夹具单元属于一种模块化单元，能够满足不同类型、不同尺寸飞机结构件装夹需求。柔性夹具单元的功能性比较强，在结构件吊装完成后会自动开启柔性夹具系统，向结构件移动，主要通过传感器来确定具体的位置，PLC系统可自动处理输出的信号，并根据输出值来确定结构件的形状，而后调整装夹尺寸，定位完成后会自动夹紧而后进行数控加工。
2.2主要功能的实现
夹具在实际使用期间要能够进行自动移动、自动旋转、自动定位和自动夹紧。自由移动功能需要在柔性夹具系统中设置液压系统，并搭配底部电磁吸盘装置共同作用，实现自由移动，整个过程要保证移动精度；自由旋转则要求柔性夹具系统可以满足不同位置、不同角度的组装要求，要在底座部位增设转动传感器，还应设置配套的转动滑块，从而实现自由旋转；自动定位则是利用自动传感器采集到的飞机结构件位置数据，对夹具进行精准定位，实现快速夹持，确保能够准确判断不同结构件的位置，保证夹具的位置精度；自动夹紧是在确定飞机结构件具体位置之后自动夹紧相关构件，并根据后续加工需求进行移动或者装配，整个夹紧过程需要借助压力传感器设备完成相关操作。
3.柔性快装夹具系统设计
飞机制造技术在快速发展过程中，飞机结构件的生产制造要求也逐渐提高，主要向着整体化、复杂化和大型化的方向转变，这就需要对工艺装夹、数控加工等各项技术工艺进行优化调整，提高装夹质效，保证加工精度。飞机结构件的类型多样，每种结构件的尺寸、大小和制造要求不同，对夹具的要求也存在差异，为能够快速适应不同装夹面的装夹需求，还应优化和改进以往的夹具系统，提高夹具的适应性，并可以快速夹紧为后续加工奠定基础。
3.1夹具的分类与定位方案确定
飞机结构件柔性夹具类型多样，主要包括通用型、专用型、可调型、成组型和组合型几种，在实际选择工装夹具的过程中，应保证其在使用期间的快速性和稳定性，可以自动定位与调节，灵活适应不同类型的飞机结构件的装夹要求。飞机结构件在装夹之前，应提前确定自动定位方案，联系飞机结构件的特点与性质，合理设计定位方案，可通过设置自动定位程序的方式快速完成定位工作，保证定位精度，能够快速完成加工作业。
3.2装夹系统的主要工作流程
第一：机床开机，夹具自动找到对刀点，即夹具系统的工作原点，装夹系统进行复位；第二：由车间航车将工件吊起，放在夹具系统的支撑座上，使其位于柔性夹具系统的中心；第三：打开PLC，系统开始自检，正产后自动工作；第四：PLC开机正常以后，驱动相关电磁阀动作，电磁阀控制液压系统，进而控制柔性夹具单元的动作；第五：柔性夹具单元自动定位后，进行自动夹紧；第六：自动定位与自动夹紧完成后，开始设置CNC机床的相关参数来进行飞机结构件的加工；第七：自动记录飞机结构件加工期间的各项数据，并将其与设计图纸进行全面对比，分析是否存在偏差问题，如果存在较大偏差，需要返回到指定位置进行修复处理，如果不能修复，则需要进行报废处理；第八：确定工件质量合格后柔性夹具会自动恢复到原始位置，同时会将合格工件产品吊装到专门的储存库中，如果质量不合格且无法修复需要进行报废处理。
4.柔性快装夹具系统开发与应用
4.1柔性快装夹具系统模块
飞机柔性快装夹具系统是基于Catia V5平台与VB6.0工具开发的。该系统的功能是对飞机结构件不同装夹面的识别以及柔性夹具单元系统中工件的快速定位与旋转来满足不同的装夹需求。该系统主要由以下模块组成：飞机结构件自动装夹面特征信息自动获取模块；飞机装夹面自动识别模块；柔性夹具单元角度自动调整模块；模拟装夹模块；模拟铣削模块。
4.2 装夹系统的实际应用
对于只有平面的飞机结构件，一般只需要根据结构件的形状，在液压系统的作用下移动机床夹具底座，而后完成结构件装夹作业，整个过程比较简单；对于混合型装夹面的飞机构件，在实际装夹的过程中需要对结构件的圆弧形状进行准确判断，根据具体形状进行自动旋转，保证装夹的精度。一般会通过柔性夹具系统中两侧传感器的信号差异来判断是否是圆弧面，确定装夹面的具体类型后进行旋转定位。在柔性夹具单元旋转之前，滑块要下移到终止位置；当两边传感器输出的值差小于5%时，转动滑块回到初始位置。而只有与圆弧没有平面的装夹面属于比较复杂的一种结构件，所用的装夹工具也较为特殊，但一般情况下，飞机结构件生产中很少使用这类装夹系统。
综上所述，要想提高飞机结构件的生产质效，则应提升装夹效率，有利于提高航空制造企业的生产制造水平。飞机结构件柔性夹具设计时需要考虑到不同系统的安装需要，根据飞机结构件的结构特点和加工需要，设计柔性、快速、多工位夹具方案，充分利用自动化控制系统灵活变化工位，快速装夹飞机结构件，同时也能够保障装夹的稳定性，很大程度上降低了劳动强度，还可以快速、高效完成工件的生产加工需要，对航空制造业进一步的发展有着推动作用。
参考文献：
[3]高升,王细洋,张昆仑,等.基于PLC的飞机结构件变夹紧力柔性夹具研究[J].制造技术与机床,2019,(09):147-151.