[發明專利]復雜結構件裝配系統

無效

• 申請號: 201010209013.1
• 申請日: 2010-06-17
• 公開（公告）號: CN101890638A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 汪蘇;苗新剛;張俐;韓凌攀;楊原;沈忠睿;懷其武;郭倩
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B23P21/00
• 分類號: B23P21/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明

技術領域：

本發明涉及航空產品制造領域，尤其涉及一種復雜結構件裝配系統。

背景技術：

在航空產品制造中，需要裝配的零件多為復雜結構件。飛機裝配就是典型的復雜結構件裝配，在飛機制造過程中，裝配工作占有極其重要的地位，其勞動量占整個飛機制造總勞動量的50％到60％。因此，提高復雜結構件裝配的技術水平，對縮短航空產品的制造周期，提高航空產品的質量有非常重要的作用，在航空產品研制和生產過程中具有重大的意義。

目前，我國在航空制造領域對于大型復雜結構件裝配，多采用基于模擬量傳遞方式為主的模線-樣板-標準工裝的工作方法。這種工作方法，針對不同裝配件配置了大量復雜的、硬性的、專用的實物標準工裝和裝配工裝，在對接裝配的協調問題上采用模擬量傳遞模式，為了保證對接裝配順利可靠，常常在對接部位設計制造相應的巨大標準工裝用于協調。在進行復雜部件對接裝配時，大量采用手工定位或半自動定位，甚至采用人工的手扶肩扛操作，將各個部件被分別放在托架或拖車平臺上，在相鄰兩部段間的對接環面上設置一圈連接孔和連接銷，靠幾個工人推動部件緩慢靠近另一部件，觀察調整連接孔與銷的位置，對準后進行手動裝配。

通過對現有裝配技術的研究，發明人發現：航空產品的部件，特別是大型飛機的復雜結構件十分笨重，人工定位和對接困難，裝配效率低，同時由于手工操作時，對接面上孔銷配合精度不高，常造成強行擠壓裝配，易產生應力，對疲勞強度影響大，造成裝配質量不高。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種復雜結構件裝配系統，使在進行航空產品的復雜結構件裝配時，無需人工手動的操作部件的定位和對接，提高復雜結構件裝配的精度，提高裝配質量。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

一種復雜結構件裝配系統，包括：數控裝配平臺子系統、數據采集與定位子系統和裝配監控子系統；

所述數控裝配平臺子系統包括：機械裝配平臺、柔性定位機構和運動控制器，所述柔性定位機構設置在機械裝配平臺上，支撐和夾持復雜結構件，所述運動控制器設置在機械裝配平臺上，根據裝配指令，驅動柔性定位機構調整復雜結構件的位置和姿態；

所述數據采集與定位子系統，包括設置在機械裝配平臺周圍的定位儀，所述定位儀獲取復雜結構件的位置信息，并發送到裝配監控子系統；

所述裝配監控子系統根據復雜結構件的位置信息、三維數字模型和設計裝配參數，生成裝配指令，并將裝配指令發送到數控裝配平臺子系統的運動控制器。

優選的，所述定位儀為激光跟蹤儀，所述激光跟蹤儀，通過測量復雜結構件上的光學目標點位置，獲取復雜結構件的位置信息。

優選的，所述復雜結構件裝配系統還包括：實時檢測與數據反饋子系統和裝配仿真子系統；

所述實時檢測與數據反饋子系統，包括設置在機械裝配平臺周圍的激光掃描儀，所述激光掃描儀對復雜結構件進行三維掃描和數字化復制，并將獲取的信息發送到裝配仿真子系統；

所述裝配仿真子系統，接收激光掃描儀反饋的數據，根據反饋數據生成并顯示裝配工作信息和裝配過程的三維動態仿真。

優選的，所述實時檢測與數據反饋子系統還包括：輔助機器人，所述輔助機器人設置在機械裝配平臺周圍，夾持激光掃描儀，根據運動控制指令調整位置，控制激光掃描儀的掃描范圍。

優選的，所述復雜結構件裝配系統還包括：

數據管理子系統，用于存儲復雜結構件的三維數字模型、設計裝配參數和裝配工作信息。

應用本發明實施例所提供的技術方案，設置的運動控制器根據控制指令，驅動柔性定位機構調整復雜結構件的姿態和位置，根據預設的裝配參數，和實時檢測到的復雜結構件的位置信息生成控制指令，執行裝配的動作，直至將復雜結構件運送到目標位置的公差允許范圍內，實現了復雜結構件的自動的裝配，無需人工手動的操作部件的定位和對接，提高了復雜結構件裝配的精度，提高了裝配質量。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的復雜結構件裝配系統結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的復雜結構件裝配系統的具體結構示意圖；

圖3為本發明實施例提供的復雜結構件裝配系統的裝配流程示意圖。

具體實施方式