大型壁板作为大型飞机主要的关重件,具有壁厚薄、刚性差、曲率变化大等特点,为保证其装配精度与使用寿命,常采用自动钻铆的方法进行装配。在壁板自动钻铆过程中,工装误差、制造误差、定位误差、变形误差相互耦合,影响最终的装配精度。由于缺少针对钻铆误差的分析预测方法的支持,在壁板自动钻铆过程中常常采用实时测量调整的方法来保证装配精度,而大型壁板的钻铆点数以千计,成千上万次的测量调整过程极大地影响了壁板的装配效率。针对上述问题,本文提出了大型壁板自动钻铆误差分析与夹持布局优化方法,在工艺设计阶段预测装配误差,在工装设计阶段控制装配误差,在保证大型壁板自动钻铆装配精度的同时提升装配效率。全文主要研究内容及成果如下:　　1)建立了大型壁板自动钻铆的Stage-State(S-S)流程模型。本模型主要包含连续的预装配和钻铆二个阶段以及预装配定位、预装配制孔、预装配连接、预装配下架、钻铆重定位、钻铆制孔、钻铆铆接和钻铆下架八个状态。基于S-S流程模型,通过分析壁板装配过程中相关的特征、位移及误差传递等因素,建立了包含特征子模型、位移子模型和传递子模型的大型壁板自动钻铆误差模型。　　2)提出了大型壁板自动钻铆定位误差分析方法。基于大型壁板自动钻铆过程中的“N-2-1”定位原则,借助关键特性点(KeyCharacteristicPoint)建立了面向S-S流程中两个阶段的定位误差分析模型。在定位误差分析模型的基础上,提出了针对制造误差、工装定位误差与定位协调误差等误差分量的分析方法,从而实现了针对大型壁板自动钻铆定位误差的分析。　　3)提出了大型壁板自动钻铆变形误差分析方法。在S-S流程的基础上将变形误差分为制孔类误差、连接类误差和夹持回弹类误差三大类。针对制孔类误差,基于Kirchhoff薄板理论建立了制孔力和误差之间的关系;针对连接类误差,通过将连接过程视作力平衡状态下的受迫连接变形,提出了相应的连接误差分析方法;针对夹持回弹类误差,应用弹性力学,建立了变形位移量与夹持回弹力之间的关联关系模型。综合三类误差分析方法,实现了针对大型壁板自动钻铆变形误差的分析。　　4)提出了大型壁板自动钻铆定位误差与变形误差间的扩散传递分析方法。将S-S流程中同阶段产生的定位误差对变形误差的影响关系定义为误差传递,将不同阶段间变形误差对定位误差的影响定义为误差扩散。针对误差传递过程,通过对关键特性点误差变化的分析,构建了误差传递矩阵;针对误差扩散过程,基于协调误差分析和基准转化原理,建立了误差扩散矩阵。在误差传递分析与误差扩散分析的基础上获取了壁板自动钻铆装配误差。　　5)在钻铆误差分析的基础上,提出了大型壁板自动钻铆装夹布局模型。以减少大型壁板自动钻铆装配误差为目标,分层定义基准点和夹持点,采用遗传蚁群算法对大型壁板自动钻铆夹持布局方案进行优化,并详细讨论了其相关的编码方法、适应度函数、遗传操作、蚁群操作等步骤,实现了面向钻铆误差的自动钻铆装夹布局优化。　　全文以某型飞机的机翼壁板自动钻铆为实例,实现了实例的工艺流程分析与误差建模、定位误差分析、变形误差分析、误差传递扩散过程分析及壁板装夹方案优化。实例分析结果验证了本文提出的大型壁板自动钻铆误差分析与夹持布局优化方法的正确性和可靠性。