[發明專利]一種飛機大部件精確入位的方法及其裝置

無效

• 申請號: 200910152796.1
• 申請日: 2009-10-15
• 公開（公告）號: CN101695814A
• 公開（公告）日: 2010-04-21
• 發明（設計）人: 柯映林;邱寶貴;詹建潮;蔣君俠;嚴偉苗;陳亮;扈慧強
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B23P19/10
• 分類號: B23P19/10
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及一種飛機大部件精確入位裝置及其方法。

背景技術

傳統飛機裝配采用大量型架和夾具進行夾緊和定位，以模擬量形式傳遞零部件的形狀和尺寸，已成為我國飛機制造過程中最薄弱的環節。目前國外蓬勃發展的飛機數字化裝配技術是基于數字化標準工裝技術、數字化模擬仿真技術、激光跟蹤測量技術、數字化定位技術、協同控制技術等多種先進技術的綜合。在數字化環境下，傳統的人工對接平臺已被用計算機控制的數字化定位器、激光跟蹤定位系統組成的柔性對接平臺所取代。

在飛機數字化裝配過程中，固接于機身、機翼等大部件上的工藝球頭和定位器頂部的球托構成球鉸副，工藝球頭可以在球托中自由轉動，從而滿足大部件的空間位姿調整要求。如何保證機身、機翼等大部件初始入位時工藝球頭和球托充分接觸，保證后續調姿、對接裝配中不產生附加的裝配應力是一個技術難題。

就工藝球頭的入位來說，一種可以選擇的方法是針對每個飛機大部件，人工預先測量球頭的中心位置，然后，定位器控制系統自動跟蹤這一空間位置，從而解決球頭進入球托的入位問題。很明顯，只有能夠保證飛機大部件入位前的支撐狀態穩定，這種方法才有效，但缺點是對跟蹤儀的布局要求高，對人工操作也有較高要求，自動化程度一般。

相反，本發明提出的飛機大部件精確入位裝置能夠有效地解決球頭的自動入位問題，而人工介入的操作只需要用初始入位手輪將定位器手搖到球頭能夠進入球托的初始位置，容易操作和控制。這樣實現球頭自動入位，能夠確保定位器對飛機大部件構成有效支撐且不帶來側向應力，使調姿工作精度高、安全性好，在飛機數字化裝配中具有廣泛的應用前景。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種飛機大部件精確入位裝置及其方法。

飛機大部件精確入位裝置包括傳感器固定支架、直線位移傳感器、球托、壓板、發射器支架、激光發射器、定位器、鎖緊方銷、氣缸、活塞桿、快換接頭、速度控制閥、定位器托板，定位器上固定有定位器托板，定位器托板上安裝有傳感器固定支架，傳感器固定支架上安裝有4個直線位移傳感器，其安裝方向與定位器的X、Y運動方向重合，定位器托板上部設有壓板，壓板頂部裝有發射器支架，發射器支架上安裝有多個激光發射器，定位器托板內部安裝有球托，球托與定位器托板上的內孔過盈裝配連接，定位器托板外側裝有多個氣缸，氣缸的活塞桿和鎖緊方銷相連，氣缸上設有快換接頭、速度控制閥。

所述的定位器上設有初始入位手輪，所述的初始入位手輪型號為EUCHNER086180。所述的直線位移傳感器型號為MINOR?KTR-10。所述的直線位移傳感器采用的I/O模塊型號為Slice?I/O?6006。所述的激光發射器和直線位移傳感器共用24V直流電源。所述的定位器托板外側安裝有多個氣缸，壓縮空氣推動活塞桿沿缸體軸線方向運動，驅動鎖緊方銷對工藝球頭執行壓緊或松開操作。

飛機大部件精確入位的方法包括如下步驟：

1)手持工藝球頭7放入定位器球托3中，讀取直線位移傳感器2的位移值，重復3-5次，取直線位移傳感器的平均值，并記為工藝球頭相對于球托準確入位的標定值；

2)測量工藝球頭的直徑和直線位移傳感器間距；

3)將標定值、工藝球頭直徑和直線位移傳感器間距作為初始條件輸入計算機；

4)在激光發射器6光柱引導下，用初始入位手輪沿X、Y方向操控定位器9使得飛機大部件上的工藝球頭7落入由激光發射器6發射光柱構成的圓形包絡內，然后沿Z向驅動定位器9上升完成工藝球頭7相對于球托3的初步定位；

5)初始入位手輪操控定位器9沿Z向繼續上升直至工藝球頭無干涉觸碰到至少1個直線位移傳感器；

6)定位器9控制系統按照程序移動定位器至觸碰到3或4個直線位移傳感器；

7)根據直線位移傳感器位移值及其間距，用幾何方法計算工藝球頭7的球心坐標；

8)將定位器下降至工藝球頭與直線位移傳感器的滾珠測頭相脫離；

9)根據工藝球頭的球心坐標及定位器的當前位置，驅動定位器使得球托和工藝球頭的球心沿X、Y方向對中；

10)驅動定位器沿Z軸向上升至安全高度，即工藝球頭和球托留有一安全距離，該距離可避免工藝球頭和球托發生干涉；

11)在安全高度處，計算球托和工藝球頭的球心偏差；

12)檢測球托和工藝球頭的球心偏差是否在設定的誤差限內，若不滿足則重復步驟7)至步驟12)；

13)驅動定位器沿Z向上升至完全入位。

所述的定位器9控制系統按照程序移動定位器至觸碰到3或4個直線位移傳感器步驟：