[發明專利]裝配自動化制孔精準定位方法

有效

• 申請號: 201310475511.4
• 申請日: 2013-10-12
• 公開（公告）號: CN103522126A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 魏洪峰;郭淵;陸明富;高乾坤;劉園園;朱志為;仲鎮;朱云安;賈傲;羅德意;包立敏
• 申請（專利權）人: 航天海鷹（鎮江）特種材料有限公司
• 主分類號: B23Q17/20
• 分類號: B23Q17/20;B23Q17/24
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及一種裝配制孔的定位方法，特別是一種裝配自動化制孔時減小實際值與理論值偏差的精準定位方法。

背景技術

目前飛機裝配自動化制孔系統采用機械手臂或者五軸加工機床為主要驅動定位系統，結合末端執行器進行制孔。機械手臂與五軸的制孔設備按照產品孔位的理論數模，通過離線編程運動到理論數模位置，而實際產品與理論數模是有誤差的，如果直接按理論數模加工，會導致孔的法向超差以及锪窩的精度超差。目前的解決辦法是利用末端執行器中的壓力腳，根據制孔區域實際曲面外形貼合產生的壓力反饋進行法向調整，或者是采用照相測量功能進行校正后調整法向方向與锪窩深。缺點是都需要在產品零件狀態精確預制定位基準孔，然后以此為基準，形成一定的加工范圍，且由于所有制孔程序都是基于理論數模進行離線編程的，姿態調整是每次制孔過程都要做的一道工序。姿態調整的精確度降低了制孔精度，增加了制孔的工序時間。零件預制的基準孔的控制半徑有限，需要提前預制大量的精準的基準孔，零件本身的預制基準孔時的誤差積累，裝配時的誤差，都會降低整體組件的制孔位置度精度、孔徑、锪窩精度，從而導致大型組件自動化制孔的工序多，程序復雜，運算難度加大，易出現故障，很難保證高效率、大尺寸、高精度的自動化制孔加工。

發明內容

發明目的：針對上述問題，本發明的目的是提供一種減小實際值與理論值偏差的裝配自動化制孔精準定位方法，無需制孔過程中的復雜運算、反復校準，提高加工精度，降低制造成本。

技術方案：一種裝配自動化制孔精準定位方法，以五軸加工機床與激光跟蹤儀組建制孔系統，將產品在裝配型架上安裝達到穩定制孔狀態后，一同移至五軸加工中心并固定，利用激光跟蹤儀通過裝配型架的基準點建立坐標系，掃描產品外形輪廓，經逆向將掃描得到點云生成實體數模，通過測量軟件，在所述實體數模表面自動生成空間上與產品外形輪廓理論點3D空間最近的孔位，以此孔位作為五軸加工制孔的依據。

將產品制孔加工區域按需劃分單元，在加工完每一個單元后，都進行測量檢測，以防止產品加工過程中的變形影響加工精度。

生成所述實體數模的點云數模信息包括產品制孔的外形數據集、孔的法向方向數據集、孔锪窩深度數據集。

本發明的原理是：第一，由于五軸加工中心加工的是實際產品，因此在產品預連接部分標準件形成穩定組件達到制孔狀態后，利用激光跟蹤儀對產品進行檢測，確保產品的實際外形與理論數模的誤差在合理范圍內，并通過掃描產品的外形得到點云，經逆向得到產品的實際外形數模；在實際外形數模的表面，測量軟件自動生成空間上與產品外形輪廓理論點3D空間最近的孔位，以產品的實際孔位生成五軸加工的數模依據；第二，以加工工裝裝配型架上的基準點建立統一坐標系，且測量基準與加工基準是同一個基準，不存在轉換基準的誤差，能夠一次覆蓋整個產品尺寸，無需預制數量眾多的基準孔進行多次校正。主要通過以上兩點，保證制孔的位置度、法相垂直度、锪窩深度的精度。

有益效果：與現有技術相比，本發明的優點是提高了加工精度，省去了制孔過程中的復雜運算、反復校準，將五軸加工中心的加工誤差及工裝測量誤差全部計算在內，最終加工孔的位置度控制在0.05，孔徑的法向精度能達到90±0.15°，锪窩窩深精度能夠達到±0.04mm，孔徑尺寸能達到H7精度，優于自動化制孔規范要求；五軸加工機床與激光跟蹤儀組建的一套集檢測和制孔于一體的自動化制孔系統，可完全替代目前自動化制孔設備必備的價格昂貴的末端執行器，且五軸加工機床與激光跟蹤儀都可以單獨用于零件加工及零組件測量，降低了制造成本，使生產效率得到最大化。

附圖說明

圖1為以工裝裝配型架上的基準孔建立全機坐標系的示意圖；

圖2為肋的實際外形與理論外形的偏差示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本發明，應理解這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍，在閱讀了本發明之后，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。

以某大型飛機副翼為例，闡述本發明方法的具體實施過程。

裝配定位副翼中肋后，預連接部分標準件形成穩定組件達到制孔狀態，即自身具備一定的剛性，能夠夾持在裝配型架上，滿足五軸加工中心加工時不變形的狀態，運送至五軸加工中心，用于加工余下的標準件孔。