迅速发展的航空工业市场是推动世界经济发展的重要一环,在世界经济中占有越来越大的比例。由于中国幅员辽阔并且人口分布广泛,导致中国的航空工业市场发展最为迅速,对大飞机有着巨大的市场需求,传统的装配方式已经不能满足大飞机的生产要求,数字化装配技术应运而生。为了实现飞机机翼、机身精准对接,设计一套以数控定位器为硬件平台、激光跟踪仪为测量平台、穿轴系统为实验平台、优化粒子群算法为同轴度评价算法的调姿对接系统。针对不同产品的装配要求,设计一种可重构的通用数控定位器,实现数控定位器的标准化生产。可重构性意味着调姿系统的重新排列布局,也即对数控定位器整体布局的改变。通用性表现在数控定位器的主要部件可以相互借用,也即底座部件、立柱部件和滑座部件的通用结构设计。标准化设计这些主要部件,面对实际情况下的数控定位器高度的需求,只需设计配套的工艺托架,垫高滑座部件和立柱部件,满足高度需求,实现对飞机产品的调姿。面对实际情况下的数控定位器负载、行程的需求,只需在满足使用需求的前提下,组合使用底座部件、立柱部件和滑座部件。同时设计数控定位器球窝组件,在飞机调姿定位前,实现数控定位器、工装以及产品的连接。利用磁性开关作为闭环检测手段,对球头是否精确入位进行检测;利用斜楔机构,对球头不同锁紧状态进行调整,提高飞机数字化装配系统中球头球窝装置的柔性;利用斜楔机构放大原理,增大锁紧力,提高飞机数字化装配系统中球头球窝装置的稳定性。针对传统粒子群算法存在收敛速度过快、全局搜索能力差、粒子之间对比关系弱等问题,对传统粒子群算法进行优化。将平衡因子作线性递减处理,以及采用不同的变化关系表明成长因子的变化过程,也即将个体学习能力作线性递减处理,将种群学习能力作线性递增处理。对优化粒子群算法进行相应的模拟仿真,验证可行性。针对铰链孔系部件同轴度难以测量问题,设计一套转接工装。转接工装的原理是轴线转换,也即通过激光跟踪仪测量转接工装上的靶球位置,确定转接工装靶球所在的轴线位置。该轴线与所求铰链孔系的轴线相互平行。通过测量转接工装与工件所成角度,再通过空间坐标转换,即可换算出铰链孔系的空间坐标,也即可以换算出铰链孔系的同轴度。设计一套穿轴系统验证调姿对接系统的可靠性。调姿完成后,通过穿轴系统的气锤锤击工艺轴,使得工艺轴带动转轴微量进给,转轴缓慢插入对合的翼身铰链孔系,其中,在工艺轴与转轴连接处增加浮动接头,避免刚性连接造成的转轴弯折。若转轴能够完全插入对合的翼身铰链孔系,说明调姿完成,否则,重新调姿直至完成穿轴。本项的应用成果将在机翼机身等大部件对接领域应用。