具体实施方式

实施例1：

本实施例的一种飞机前机身部件复杂曲面叠层制孔及柔性装配系统，如图1-图9所示，包括沿X方向依次设置的蒙皮预装工位、蒙皮制孔工位、人工装配工位，所述蒙皮预装工位与蒙皮制孔工位之间沿X方向滑动设置有第一转运装置01，所述第一转运装置01的顶部沿X方向依次对应机身的头部、前段、后段、尾部滑动设置有数控调姿装置1，所述数控调姿装置1的顶部设置有预装维形架2；所述蒙皮制孔工位与人工装配工位之间沿X方向滑动设置有第二转运装置02，所述第二转运装置02的顶部沿X方向依次对应机身的头部、前段、后段、尾部滑动设置有人工装配定位装置3；所述蒙皮制孔工位的顶部和底部均沿X方向滑动设置有制孔机床4，所述蒙皮制孔工位平行于X方向的两侧上分别对应机身的头部、前段、后段、尾部设置有侧面支撑定位装置5；所述蒙皮预装工位、蒙皮制孔工位、人工装配工位的两侧均垂直于X方向移动设置有人工操作平台6。

本发明的具体工作流程如下：

（1）将数控调姿装置1对应机身的头部、前段、后段、尾部依次安装在第一转运装置01的顶部，然后将预装维形架2吊装至数控调姿装置1的顶部，通过预装维形架2底部的球窝与数控调姿装置1中的球头进行预先球接；

（2）将机身的前段后机身的后段分别吊装至对应前段的预装维形架2上与对应后段的预装维形架2上，通过机身前段及后段上的定位孔与预装维形架2中的定位头或定位销连接，实现对机身前段与后段的定位安装；

（3）使用激光跟踪测量仪测量机身前段与后段上的工艺孔，并将测量数据传输至综合集控系统进行调姿计算，综合集控系统根据计算结果将相应的调姿指令传递给分别对应机身前段与后段的数控调姿装置1，数控调姿装置1根据接受的指令调整球头承接球窝的位置，带动其上的预装维形架2及机身的前段、后段产品进行姿态调整和对合；

（4）将机身的头部和尾部分别吊装至对应头部的预装维形架2上与对应尾部的预装维形架2上，通过机身头部及尾部上的定位孔与预装维形架2中的定位头或定位销连接，实现对机身头部与尾部的定位安装；

（5）使用激光跟踪测量仪测量机身头部与尾部上的工艺孔，并将测量数据传输至综合集控系统进行调姿计算，综合集控系统根据计算结果将相应的调姿指令传递给分别对应机身头部与尾部的数控调姿装置1，数控调姿装置1根据接受的指令调整球头承接球窝的位置，带动其上的预装维形架2及机身的头部与前段进行姿态调整和对合，带动机身的后段与尾部进行姿态调整和对合；

（6）人工操作平台6靠近机身移动将机身合围，工作人员站立在人工操作平台6上对机身进行结构装配以及外蒙皮安装，然后在外蒙皮上人工制备基准孔与预连接孔；

（7）蒙皮安装完成后，人工操作平台6远离机身移动以避让出供第一转运装置01移动的通道，第一转运装置01带动机身从蒙皮预装工位移动至蒙皮制孔工位，在第一转运装置01从蒙皮预装工位移动至蒙皮制孔工位的过程中，蒙皮制孔工位顶部和底部的制孔机床4均沿X方向移动至远离蒙皮预装工位的一端以避让第一转运装置01；

（8）人工操作平台6靠近机身移动合围机身，工作人员才做蒙皮制孔工位两侧的侧面支撑定位装置5对应预装维形架2两侧的球窝进行球接，同时数控调姿装置1取消与预装维形架2底部的球接，实现机身在蒙皮制孔工位中的固定，然后人工操作平台6远离机身移动以避让第一转运装置01，第一转运装置01返回蒙皮预装工位；

（9）通过激光跟踪测量仪测量机身在蒙皮制孔工位中的姿态参数，并将姿态参数发送至综合集控系统，综合集控系统控制侧面支撑定位装置5对机身姿态进行调整；

（10）通过制孔机床4对机身上的蒙皮进行制孔位置标定与修订，然后通过制孔机床4对机身上的蒙皮进行制孔加工；

（11）制孔机床4沿X方向移动至远离人工装配工位的一端以避让第二转运装置02，人工装配工位中的第二转运装置02移动至蒙皮制孔工位，人工操作平台6靠近机身移动合围机身，工作人员操作第二转运装置02顶部的人工装配定位装置3中的球头与预装维形架2底部的球窝进行球接，同时操作侧面支撑定位装置5取消对预装维形架2两侧球窝的球接；

（12）人工操作平台6远离机身移动以避让第二转运装置02，第二转运装置02带动预装维形架2及机身从蒙皮制孔工位移动至人工装配工位，人工操作平台6靠近机身移动合围机身，工作人员人工进行蒙皮补孔作业和蒙皮铆接作业。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上做进一步优化，如图4-图6所示，所述制孔机床4包括沿X方向滑动设置在蒙皮制孔工位的顶部或底部的滑动安装梁41，所述滑动安装梁41上设置有垂直于X方向移动的横向移动装置42，所述横向移动装置42的移动端上设置有沿竖直方向移动的竖直升降装置43，所述竖直升降装置43的移动端上设置有数控钻机44，所述数控钻机44的钻头的一侧设置有照相测量装置45。

蒙皮预装工位、蒙皮制孔工位、人工装配工位之间设置有双轨道滑轨，双轨道滑轨的两根滑轨平行于X方向分别设置在蒙皮预装工位、蒙皮制孔工位、人工装配工位的两侧，同时蒙皮制孔工位的顶部两侧也平行于X方向设置有两根滑轨。滑动安装梁41的本体垂直于X方向设置，且滑动安装梁41的两端分别通过滑块与蒙皮制孔工位顶部两侧或蒙皮制孔工位底部两侧的滑轨滑动连接。蒙皮制孔工位的顶部或底部还平行于滑轨设置有齿条，滑动安装梁41的一端设置有驱动电机，驱动电机的输出轴上套装有与齿条啮合的齿轮，通过齿轮转动与齿条的配合，进而带动滑动安装梁41沿滑轨进行X方向的移动。滑动安装梁41上垂直于X方向设置有横向滑轨，横向移动装置42通过滑块与横向滑轨滑动连接，且在横向滑轨的一侧平行设置有齿条，横向移动装置42上设置有横向驱动电机，横向驱动电机的输出轴上套装有与横向齿条啮合的齿轮，通过齿轮转动与横向齿条的配合，进而带动横向移动装置42沿横向滑轨进行垂直于X方向的移动。横向移动装置42的移动端上设置有竖直升降装置43，竖直升降装置43为竖直螺杆升降机，竖直螺杆升降机的升降端上朝向机身设置有数控钻机44，同时数控钻机44的加工端的一侧设置有照相测量装置45，照相测量装置45为高清工业微型相机。

当第一转运装置01进入蒙皮制孔工位时，位于蒙皮制孔工位顶部的制孔机床4中的竖直升降装置43升起以避让出足够高度的空间供第一转运装置01进入，位于蒙皮制孔工位顶部的制孔机床4中的的滑动安装梁41朝向远离蒙皮预装工位的方向移动以避让第一转运装置01。通过侧面支撑定位装置5将预装维形架2固定后，即可通过滑动安装梁41沿平行于X方向的移动、横向移动装置42垂直于X方向的移动、竖直升降装置43沿竖直方向的移动之间的配合进而带动数控钻机44对机身外部的蒙皮上的不同位置进行制孔作业。在数控钻机44进行制孔之前，需要通过照相测量装置45对制孔位置进行拍摄，并生成实际制孔位置参数，并将实际制孔位置参数传输至综合集控系统，综合集控系统根据实际制孔位置参数控制侧面支撑定位装置5对机身进行调姿，调姿完成后才通过数控钻机44对蒙皮进行制孔加工，进而保证最终成孔位置的精度。

进一步的，所述数控钻机44的钻头的一侧还设置有弹性压板47，所述弹性压板47上位于数控钻机44的钻头的周围周向均匀设置有至少三个法向激光传感装置46，所述弹性压板47上还设置有延伸至数控钻机44的钻头一侧的吸尘装置与刀具风冷装置。

通过弹性压板47机身表面的蒙皮压紧，使得蒙皮与机身紧密贴合，有效降低制孔过程中蒙皮的振动幅度，进而保证后续制孔位置的精度。同时在弹性压板47上对应数控钻机44的钻头的周向均匀设置有至少三个法向激光传感装置46，优选的，均匀设置4个法向激光传感装置46，通过法向激光传感装置46朝向蒙皮发射激光，并通过至少三个激光点拟合成蒙皮曲面的法向平面，通过法向平面进一步保障制孔的位置精度。在制孔加工过程中，通过吸尘装置将制孔产生的碎屑抽吸去除，避免碎屑掉落在蒙皮上损伤蒙皮，同时通过刀具风冷装置向数控钻机44的钻头输送冷风以降低数控钻机44的钻头的温度，使得数控钻机44的钻头能够长时间连续工作。

进一步的，所述制孔机床4还包括设置在滑动安装梁41一端的刀具安装库和试刀模块，加工不同直径不同类型的孔时，数控钻机44的钻头移动至刀具安装库更换相应的刀具，换刀过程中首先要判断是否进行换刀，如果当前数控钻机44的主轴上的刀具为执行制孔程序所需的刀具并且刀具寿命未达到上限，将不执行换刀和试刀。否则进行换刀并进行试刀，试刀完成后要在试刀模块上检查试刀情况，满足精度要求的刀具才能用于制孔。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例1或2的基础上做进一步优化，如图7所示，所述侧面支撑定位装置5包括垂直于X方向移动的Y向移动组件51，所述Y向移动组件51的移动端上设置有沿竖直方向移动的Z向移动组件52，所述Z向移动组件52的移动端上设置有沿X方向移动的X向移动组件53，所述X向移动组件53的移动端上设置有侧面球头锁紧气缸54，所述侧面球头锁紧气缸54的一侧设置有辅助定位销轴组件55。

Y向移动组件51的连接端与蒙皮制孔工位平行于X方向的两侧连接，Y向移动组件51沿垂直于X方向的Y方向机身延伸，Y向移动组件51的移动端上设置有沿竖直方向移动的Z向移动组件52，通过Y向移动组件51带动Z向移动组件52沿着Y方向移动，进而实现带动Z向移动组件52靠近或远离机身。Z向移动组件52的移动端上设置有沿X方向移动的X向移动组件53，通过Z向移动组件52带动X向移动组件53沿着竖直的Z方向进行升降，同时通过X向移动组件53带动侧面球头锁紧气缸54沿着X方向移动。

通过Y向移动组件51、Z向移动组件52、X向移动组件53之间的配合移动，进而调节侧面球头锁紧气缸54和辅助定位销轴组件55的位置，使得侧面球头锁紧气缸54的锁紧球头与预装维形架2上的球窝对齐，使得辅助定位销轴组件55中的定位支撑柱的顶部端面与预装维形架2的底部端面抵接。然后即可通过侧面球头锁紧气缸54的锁紧球头与预装维形架2上的球窝进行球接以对预装维形架2进行定位，同时通过辅助定位销轴组件55中的定位支撑柱对预装维形架2的顶部端面进行支撑，有效防止预装维型架2发生翻转。

通过侧面球头锁紧气缸54对预装维形架2进行预定位后，即可配合Y向移动组件51、Z向移动组件52、X向移动组件53之间再次移动，进而调节机身在蒙皮制孔工位的姿态。

进一步的，所述Y向移动组件51、Z向移动组件52、X向移动组件53均为螺杆线性驱动装置，区别仅在于安装位置、线性驱动方向、驱动行程不同。

进一步的，所述侧面球头锁紧气缸54的一侧设置有压力传感器，压力传感器的承压端与预装维形架2的侧面抵接，通过压力传感器实时检测调姿过程中每一个预装维形架2上定位点处受到的压力。压力传感器将检测到的压力传输至综合集控系统，综合集控系统进而根据反馈的压力实时控制Y向移动组件51、Z向移动组件52、X向移动组件53的移动行程，进而保证每一个定位点处受到的压力趋于平均，有效避免预装维形架2受力不均。

本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例1-3任一项的基础上做进一步优化，如图3所示，所述数控调姿装置1包括沿X方向移动的X轴移动组件11，所述X轴移动组件11的移动端上设置垂直于X方向移动的Y轴移动组件12，所述Y轴移动组件12的移动端上设置有沿竖直方向移动的Z轴移动组件13，所述Z轴移动组件13的移动端上设置有数控球头锁紧气缸14，所述数控球头锁紧气缸14的球头与预装维形架2的底部球接。

第一转运装置01的顶部平行于X方向的两侧对称设置有X向滑轨，X轴移动组件11的底部通过滑块与X向滑轨滑动连接，X轴移动组件11的移动端上设置有垂直于X方向移动的Y轴移动组件12，通过X轴移动组件11带动Y轴移动组件12沿X方向移动。

Y轴移动组件12的移动端上设置有沿竖直方向升降的Z轴移动组件13，通过Y轴移动组件12带动Z轴移动组件13沿Y方向移动，通过Z轴移动组件13带动数控球头锁紧气缸14沿着竖直方向升降。

通过X轴移动组件11、Y轴移动组件12、Z轴移动㢟13之间进行配合移动，进而调节数控球头锁紧气缸14与预装维形架2之间的距离，同时使得数控球头锁紧气缸14的锁紧球头与预装维形架2上的球窝对齐，进而通过数控球头锁紧气缸14的锁紧球头与预装维形架2上的球窝之间的球接实现对预装维形架2的预定位。

进一步的，所述第一转运装置01的顶部还对应机身的尾部设置有辅助调姿装置，所述辅助调姿装置的顶部与预装维形架2的底部球接，对预装维形架2进行辅助定位，且辅助调姿装置的结构与数控调姿装置1的结构完全相同。

进一步的，所述数控球头锁紧气缸14的一侧设置有压力传感器，压力传感器的承压端与预装维形架2的定位点处抵接，通过压力传感器检测预装维形架2调姿时受到的压力，并将压力传输至综合集控系统，综合集控系统进而根据反馈的压力实时控制X轴移动组件11、Y轴移动组件12、Z轴移动㢟13的移动行程，进而保证每一个定位点处受到的压力趋于平均，有效避免预装维形架2受力不均。

本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一项相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例1-4任一项的基础上做进一步优化，如图9所示，所述人工装配定位装置3包括沿X方向滑动设置在第二转运装置02顶部的人工X向移动组件31，所述人工X向移动组件31的移动端上设置有垂直于X方向移动的人工Y向移动组件32，所述人工Y向移动组件32的移动端上设置有沿竖直方向移动的人工Z向移动组件33，所述人工Z向移动组件33的移动端上设置有锁紧夹具34。

第二转运装置02的顶部沿平行于X方向的两侧分别对应机身的头部、前段、后段、尾部设置有X向滑轨，人工X向移动组件31的底部通过滑块与X向滑轨滑动连接，通过人工推动或外部驱动装置带动人工X向移动组件31沿着X方向移动。

人工X向移动组件31的移动端上设置有垂直于X方向移动的人工Y向移动组件32，通过人工X向移动组件31带动人工Y向移动组件32沿X方向移动。通过人工Y向移动组件32带动人工Z向移动组件33垂直于X方向移动，通过人工Z向移动组件33带动锁紧夹具34沿着竖直方向进行升降。

通过人工X向移动组件31、人工Y向移动组件32、人工Z向移动组件33之间的配合移动，进而使得锁紧夹具34与预装维形架2上的定位球头对齐，然后通过锁紧夹具34对预装维形架2上的定位球头进行万向夹持，进而实现对预装维形架2进行预定位。

然后通过人工X向移动组件31、人工Y向移动组件32、人工Z向移动组件33之间再次配合移动，即可调节预装维形架2和机身在人工装配工位的位姿。

本实施例的其他部分与上述实施例1-4任一项相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。