[發明專利]一種力-位協同的復合材料翼盒裝配方法

有效

• 申請號: 201811397279.6
• 申請日: 2018-11-22
• 公開（公告）號: CN109466794B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 葉鑫;岳烜德;安魯陵;于守鑫
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B64F5/10
• 分類號: B64F5/10
• 代理公司: 南京同澤專利事務所(特殊普通合伙) 32245
• 代理人: 趙洪玉;閆彪

本發明涉及一種力?位協同的復合材料翼盒裝配方法，包括以下步驟：對骨架預裝配；對上壁板預裝配，首先在框架上設置壁板定位器，使用安裝有力/扭矩傳感器且末端執行器為真空吸盤的機械手吸取上壁板，然后所述機械手驅動上壁板以較快速度移動到裝配初始位置，所述機械手緩慢向左移動帶動上壁板觸碰到壁板豎梁定位器時停止運動，接著所述機械手緩慢向上移動驅動上壁板觸碰到壁板上梁定位器時停止運動，用夾緊鉗將上壁板固定在骨架上，完成上壁板的預定位；對下壁板預裝配，最后將上、下壁板與骨架連接在一起。本發明結合了位置控制和力控制技術，驅動移動裝置將上下壁板送達最佳裝配位置，從而在保證裝配時間最小化的同時不損傷復合材料壁板結構。

技術領域

本發明涉及一種力-位協同的復合材料翼盒裝配方法，屬于飛機裝配技術領域。

背景技術

相比于傳統的金屬材料，先進復合材料具有高比強度、高比模量、抗疲勞、耐腐蝕等優點，在飛機制造中得到了越來越廣泛的應用。在飛機上采用先進復合材料可以大幅度減輕機體結構質量、增加飛機結構的整體性，減少裝配工作量，提高飛機的綜合性能。

盡管復合材料成型工藝技術不斷發展，使復合材料結構的整體性有較大提高，但是，受復合材料本身性質以及成型工藝方法復雜性的限制，復合材料構件的制造幾何精度不易控制。復合材料構件大多使用半模成型，一面與成型模具接觸，稱為貼膜面，另一面與真空袋接觸，稱為非貼膜面。其中，貼膜面成型精度較高，而非貼膜面由于樹脂的流動和纖維樹脂熱膨脹系數的差異，成型精度較低，尺寸和形位偏差較大，其零部件的實際形狀及尺寸與理論設計模型之間存在一定的制造偏差，因此，復合材料結構在裝配時，配合面處會產生裝配間隙，這會給裝配結構帶來不利影響。

復合材料翼盒包括上壁板、下壁板、前梁、后梁和翼肋，而翼肋又由左肋、中間肋和右肋構成。復合材料翼盒裝配時，首先要將前、后梁和翼肋在型架上進行定位、夾緊、制孔和連接，形成翼盒骨架結構，然后再將上、下壁板上型架進行定位、夾緊、制孔和連接。傳統的飛機裝配使用的裝配定位方法是“位置控制”，即利用安裝在裝配型架上的定位件對飛機構件進行定位，保證裝配精度。但是這一方法也顯示出一定的局限性：首先，裝配型架的設計、制造、安裝與調整需要較長的準備周期，需要花費大量的資金；其次，在型架上裝配構件時，工序較為繁瑣，需要人為調整構件位置、夾緊、制孔、去毛刺、清理、連接等，這無疑加大了工人的勞動量，不利于自動化、數字化在飛機裝配中的應用。

發明內容

本發明要解決技術問題是：克服傳統工裝中復合材料翼盒裝配時產生過大的裝配應力的缺點，提出一種針對飛機復合材料翼盒裝配的力-位協同控制的裝配方法。

為了解決上述技術問題，本發明提出的技術方案是：一種力-位協同的復合材料翼盒裝配方法，所述復合材料翼盒通過工裝進行裝配，所述工裝由框架以及設置在框架上的前梁定位器、后梁定位器和壁板定位器構成；所述壁板定位器包括定位底座、插入定位底座內的彈簧套筒以及固定在彈簧套筒外端面的壁板定位板，所述彈簧套筒內端面與彈簧的一端相連，所述彈簧的另一端與定位底座的內端面相連，所述彈簧套筒可以在外力作用下壓縮彈簧，從而使彈簧套筒在定位底座內滑動；所述裝配方法包括以下步驟：

步驟一、將后梁、前梁、左肋、中間肋和右肋組成的骨架進行臨時連接從而對骨架預裝配；

步驟二、對上壁板預裝配，具體包括以下步驟：

步驟S201、分別在框架左側豎梁和上側橫梁的預定位置設置壁板定位器作為壁板豎梁定位器和壁板上梁定位器，所述壁板定位器的壁板定位板端部均設有與上壁板形狀相對應的側面擋板和壁面擋板；

步驟S202、使用安裝有力/扭矩傳感器且末端執行器為真空吸盤的機械手吸取上壁板，所述機械手驅動上壁板以較快速度從遠處移動到裝配初始位置，所述裝配初始位置為距離最終裝配位置預定長度的位置；