專利名稱：一種前緣襟翼柔性裝配的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及型號產(chǎn)品裝配的方法，具體地說，涉及一種前緣襟翼柔性裝配的方法，屬航空制造中的飛機翼面裝配技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
飛機前緣襟翼部件通常采用單梁式、多肋、金屬鉚接結(jié)構(gòu)，由翼肋、翼梁、鉸鏈與蒙皮等基本零件組成。傳統(tǒng)的前緣襟翼產(chǎn)品裝配的方法是基于尺寸模擬量傳遞在專用剛性型架上進(jìn)行的，翼肋和蒙皮按照型架上的大量外形卡板和專用定位夾緊裝置進(jìn)行定位。這種定位裝配的方法存在以下問題(I)用于裝配的型架是特制的，無法實現(xiàn)前緣襟翼產(chǎn)品多對象的柔性裝配工作，適用性不強；(2)型架采用大量的外形卡板定位各翼肋、蒙皮等帶外形的零件，裝配精度低，型架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，開敞性差；(3)產(chǎn)品的裝配過程采用模擬量的協(xié)調(diào)方式，缺乏有效的檢測手段，裝配過程中不協(xié)調(diào)的問題較為突出。專利201019114013. O中公開了一種基于激光測量技術(shù)的前緣襟翼的裝配方法，這種裝配方法用激光測量系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的專用卡板，解決了現(xiàn)有前緣襟翼裝配制造中的不足，提高了前緣襟翼的裝配精度與裝配系統(tǒng)的柔性；但其柔性不足，無法實現(xiàn)多個前緣襟翼產(chǎn)品翼肋在同一個定位件上的柔性定位。專利200910010297.9中公開了一種柔性裝配數(shù)字化型架裝置，由型架骨架和十六個移動調(diào)形單元組成，通過移動卡板裝配點位置，結(jié)合可更換的卡板，實現(xiàn)在飛機裝配中一個型架用于多種壁板類零件的裝配模式。但是，其定位過程中仍采用外形卡板定位外形的飛機零部件，其制造協(xié)調(diào)誤差大，安裝、定位準(zhǔn)確度較低，更無法實現(xiàn)有交點與外形協(xié)調(diào)要求的多產(chǎn)品對象的柔性裝配。

發(fā)明內(nèi)容
為避免現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，克服裝配過程中型架、外形卡板多，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，開敞性差，無法實現(xiàn)多個前緣襟翼產(chǎn)品在同一個定位件上的柔性定位的問題，本發(fā)明提出一種前緣襟翼柔性裝配的方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是通過以下步驟實現(xiàn)的步驟1.標(biāo)定測量基準(zhǔn)點，建立工裝笛卡爾坐標(biāo)系在激光跟蹤儀測量系統(tǒng)中，讀入前緣襟翼產(chǎn)品三維模型信息與柔性裝配平臺所需各定位件上靶標(biāo)點的空間理論坐標(biāo)數(shù)據(jù)，以柔性裝配平臺的可調(diào)支撐底座框架平面四角處的靶標(biāo)測量點為基準(zhǔn)，建立工裝笛卡爾坐標(biāo)系；步驟2.被測工件工裝裝配選定所需裝配的產(chǎn)品，用定位銷固定位于柔性裝配平臺各立柱定位執(zhí)行末端的專用定位件；借助激光跟蹤儀依次測量各定位立柱專用定位件上安放的用于激光測量的靶標(biāo)球座，測量定位件上的定位特征在所建立的工裝笛卡爾坐標(biāo)系中的實際坐標(biāo)位置，與理論空間位置進(jìn)行比較，計算其偏差值，作為定位單元各移動軸空間位置所需移動的補償量;步驟3.被測工件初始位置調(diào)整在柔性裝配平臺控制系統(tǒng)中輸入空間位置補償值，借助激光跟蹤儀實時測量反饋定位件的空間位置信息，驅(qū)動定位立柱在各方向上的有效行程內(nèi)移動，對實際空間位置進(jìn)行補償；通過實時調(diào)整閉環(huán)控制，使各定位立柱上的定位件精確地調(diào)整到理論空間位置偏差允許范圍內(nèi)，使柔性裝配平臺調(diào)整到針對裝配對象的狀態(tài)；步驟4.裝配斜梁腹板面及其交點將斜梁放置在已準(zhǔn)確定位的交點定位立柱與斜梁定位立柱的定位件上，貼合交點孔定位端面與交點定位件定位面，用定位插銷固定交點與交點定位件，即完成對斜梁上的交點孔的裝配定位；繞交點孔轉(zhuǎn)動斜梁，貼合斜梁腹板面與斜梁定位件的定位面，用弓形夾夾緊定位件和斜梁腹板，完成對腹板面的裝配定位；步驟5.裝配端部翼肋將端部翼肋根部放置在已定位的斜梁上，翼肋腹板面貼靠在端肋定位立柱定位件的定位面上，用定位銷釘相合翼肋上的兩個坐標(biāo)定位孔與定位件上的兩個定位孔后，檢查定位銷釘?shù)膹椥?，若定位銷釘?shù)膹椥圆粷M足彈性要求，則對端部翼肋與斜梁的套合配合面進(jìn)行修配補償，直至滿足定位銷釘?shù)膹椥砸蠛?，借助弓形夾夾緊端部翼肋與定位件，對端部翼肋與斜梁進(jìn)行制孔、鉚接；步驟6.裝配其它翼肋在斜梁與端部翼肋組成的骨架上，按從中間翼肋向兩邊翼肋的裝配順序，在柔性裝配平臺翼肋擋板定位件上的安裝測量孔上安裝用于激光跟蹤測量的靶標(biāo)球基座，調(diào)整擋板定位立柱到所需定位翼肋的理論空間位置偏差允許范圍內(nèi)；用定位銷釘相合翼肋與擋板定位件上的兩個坐標(biāo)定位孔，借助大力夾夾緊翼肋與翼肋擋板定位件，對各翼肋與斜梁進(jìn)行鉚接；步驟7.裝配蒙皮在裝配的斜梁與全部翼肋組成的骨架上劃線定位，用大力夾夾緊長桁與產(chǎn)品大、小端端部翼肋，將蒙皮放在裝配完成的翼肋骨架支撐上，蒙皮兩端與端肋定位件上的翼肋定位面平齊，使用蒙皮拴緊器固定蒙皮，即可劃線鉆孔，拆除大力夾，進(jìn)行與斜梁、翼肋、長桁的鉚接；步驟8.將裝配好的產(chǎn)品下架拆除蒙皮拴緊器與裝配對象的定位件上的定位銷釘，將裝配完成的產(chǎn)品沿上下翼面方向下架，操作柔性裝配平臺的控制系統(tǒng)，移動各定位立柱到初始位置；步驟9.氣動外形的檢測在檢驗工作臺上用激光跟蹤儀檢測前緣襟翼產(chǎn)品上、下翼面的0%、25%、50%、75%與100%百分線與翼肋平面相交點處的氣動外形；步驟10.檢測數(shù)據(jù)分析在激光跟蹤儀的測量系統(tǒng)中對上、下翼面的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行精度分析計算，將分析結(jié)果存儲到柔性裝配數(shù)據(jù)庫中。有益效果本發(fā)明一種前緣襟翼柔性裝配的方法，是利用激光跟蹤儀測量系統(tǒng)對產(chǎn)品的特征進(jìn)行測量，并且能有效地檢測裝配過程中的精度，實現(xiàn)四個前緣襟翼產(chǎn)品對象的柔性裝配工作，具有良好的柔性與兼容性，可滿足多機型相似尺寸前緣襟翼產(chǎn)品的裝配需求，而無需設(shè)計新的專用裝配型架；并且盡可能的減少專用的裝配工裝，提高了前緣襟翼的裝配精度。裝配過程中，柔性裝配平臺采用一個可移動的翼肋擋板定位單元實現(xiàn)四個前緣襟翼產(chǎn)品的所有翼肋的定位，定位準(zhǔn)確，且不需要更換定位件，柔性化程度高；將外形定位轉(zhuǎn)化為孔系定位，與傳統(tǒng)剛性工裝采用大量的專用外形卡板的定位方式不同，操作空間開敞，結(jié)構(gòu)先進(jìn)，合理緊湊；通過檢查定位銷釘與定位孔之間的彈性，能及時發(fā)現(xiàn)裝配不協(xié)調(diào)的根源，保證較高的協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度，提高了機翼總裝的裝配準(zhǔn)確度。


下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明一種前緣襟翼柔性裝配的方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1為前緣襟翼示意圖。圖2為翼肋擋板定位件示意圖。圖中1.翼肋2.交點接頭3.斜梁4.操縱接頭5.蒙皮6.坐標(biāo)定位孔7.翼肋定位面8.安裝測量孔9.減輕槽10.加強筋
具體實施例方式本實施例是一種前緣襟翼柔性裝配的方法。參閱圖1、圖2，前緣襟翼部件由以下典型結(jié)構(gòu)組成，1#一 13#翼肋1,1#一3#交點接頭2，帶角度的斜梁3，1#-2#操縱接頭4，蒙皮5，其中，每個翼肋上分別開設(shè)有2個坐標(biāo)定位孔。前緣襟翼翼肋擋板定位件為“凸”字形的平板狀結(jié)構(gòu)，定位板前部設(shè)有翼肋定位面7，中部兩側(cè)設(shè)有加強筋10，在加強筋10的上下方分別有3個橢圓形減輕槽9，呈對稱分布。翼肋定位面7上設(shè)有垂直于定位件中軸線的5個呈直線分布的坐標(biāo)定位孔6，分別對應(yīng)翼肋上開設(shè)的兩個定位孔，定位孔亦可作為靶標(biāo)測量孔。定位件中前部設(shè)有三個安裝測量孔8，構(gòu)成一個直角三角形。下面針對某型飛機四個前緣襟翼產(chǎn)品，說明其柔性裝配的方法實施步驟步驟1.標(biāo)定測量基準(zhǔn)點,建立工裝笛卡爾坐標(biāo)系。在激光跟蹤儀測量系統(tǒng)中，讀入前緣襟翼四個產(chǎn)品三維模型信息與柔性裝配平臺所需各定位件上靶標(biāo)點的空間理論坐標(biāo)數(shù)據(jù)，以柔性裝配平臺的可調(diào)支撐底座框架平面四角處已經(jīng)調(diào)平的光學(xué)工具球TB1，TB2, TB3三個測量點為基準(zhǔn)，以TBl坐標(biāo)原點，TBl與TB2的連線為X向，TBl與TB3的連線為Y向，建立工裝笛卡爾坐標(biāo)系。步驟2.被測工件工裝裝配。選定內(nèi)前襟翼左件、內(nèi)前襟翼右件、外前緣襟翼左件與外前襟翼右件中的一個所需裝配的產(chǎn)品，用定位銷釘固定柔性裝配平臺各定位立柱及其專用定位件。借助激光跟蹤儀依次測量各定位立柱專用定位件上安放的用于激光測量的靶標(biāo)球座，測量定位件上的定位特征在步驟I中所建立的工裝笛卡爾坐標(biāo)系中的實際坐標(biāo)位置(X’，y’，Z’)，與步驟I中的理論空間位置(x，y，z)進(jìn)行比較，計算其偏差值(Λχ，Ay，Λ z)，作為定位單元各運動軸空間位置所需移動的補償量:
權(quán)利要求
1.一種前緣襟翼柔性裝配的方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟1.標(biāo)定測量基準(zhǔn)點，建立工裝笛卡爾坐標(biāo)系: 在激光跟蹤儀測量系統(tǒng)中，讀入前緣襟翼產(chǎn)品三維模型信息與柔性裝配平臺所需各定位件上靶標(biāo)點的空間理論坐標(biāo)數(shù)據(jù)，以柔性裝配平臺的可調(diào)支撐底座框架平面四角處的靶標(biāo)測量點為基準(zhǔn)，建立工裝笛卡爾坐標(biāo)系； 步驟2.被測工件工裝裝配: 選定所需裝配的產(chǎn)品，用定位銷固定位于柔性裝配平臺各立柱定位執(zhí)行末端的專用定位件；借助激光跟蹤儀依次測量各定位立柱專用定位件上安放的用于激光測量的靶標(biāo)球座，測量定位件上的定位特征在所建立的工裝笛卡爾坐標(biāo)系中的實際坐標(biāo)位置，與理論空間位置進(jìn)行比較，計算其偏差值，作為定位單元各移動軸空間位置所需移動的補償量； 步驟3.被測工件初始位置調(diào)整: 在柔性裝配平臺控制系統(tǒng)中輸入空間位置補償值，借助激光跟蹤儀實時測量反饋定位件的空間位置信息，驅(qū)動定位立柱在各方向上的有效行程內(nèi)移動，對實際空間位置進(jìn)行補償；通過實時調(diào)整閉環(huán)控制，使各定位立柱上的定位件精確地調(diào)整到理論空間位置偏差允許范圍內(nèi)，使柔性裝配平臺調(diào)整到針對裝配對象的狀態(tài)； 步驟4.裝配斜梁腹板面及其交點: 將斜梁放置在已準(zhǔn)確定位的交點定位立柱與斜梁定位立柱的定位件上，貼合交點孔定位端面與交點定位件定位面，用定位插銷固定交點與交點定位件，即完成對斜梁上的交點孔的裝配定位；繞交點孔 轉(zhuǎn)動斜梁，貼合斜梁腹板面與斜梁定位件的定位面，用弓形夾夾緊定位件和斜梁腹板，完成對腹板面的裝配定位； 步驟5.裝配端部翼肋: 將端部翼肋根部放置在已定位的斜梁上，翼肋腹板面貼靠在端肋定位立柱定位件的定位面上，用定位銷釘相合翼肋上的兩個坐標(biāo)定位孔與定位件上的兩個定位孔后，檢查定位銷釘?shù)膹椥裕舳ㄎ讳N釘?shù)膹椥圆粷M足彈性要求，則對端部翼肋與斜梁的套合配合面進(jìn)行修配補償，直至滿足定位銷釘?shù)膹椥砸蠛?，借助弓形夾夾緊端部翼肋與定位件，對端部翼肋與斜梁進(jìn)行制孔、鉚接; 步驟6.裝配其它翼肋: 在斜梁與端部翼肋組成的骨架上，按從中間翼肋向兩邊翼肋的裝配順序，在柔性裝配平臺翼肋擋板定位件上的安裝測量孔上安裝用于激光跟蹤測量的靶標(biāo)球基座，調(diào)整擋板定位立柱到所需定位翼肋的理論空間位置偏差允許范圍內(nèi)；用定位銷釘相合翼肋與擋板定位件上的兩個坐標(biāo)定位孔，借助大力夾夾緊翼肋與翼肋擋板定位件，對各翼肋與斜梁進(jìn)行鉚接； 步驟7.裝配蒙皮: 在裝配的斜梁與全部翼肋組成的骨架上劃線定位，用大力夾夾緊長桁與產(chǎn)品大、小端端部翼肋，將蒙皮放在裝配完成的翼肋骨架支撐上，蒙皮兩端與端肋定位件上的翼肋定位面平齊，使用蒙皮拴緊器固定蒙皮，即可劃線鉆孔，拆除大力夾，進(jìn)行與斜梁、翼肋、長桁的鉚接； 步驟8.將裝配好的產(chǎn)品下架: 拆除蒙皮拴緊器與裝配對象的定位件上的定位銷釘，將裝配完成的產(chǎn)品沿上下翼面方向下架，操作柔性裝配平臺的控制系統(tǒng)，移動各定位立柱到初始位置； 步驟9.氣動外形的檢測: 在檢驗工作臺上用激光跟蹤儀檢測前緣襟翼產(chǎn)品上、下翼面的0%、25%、50%、75%與100%百分線與翼肋平面相交點處的氣動外形； 步驟10.檢測數(shù)據(jù)分析: 在激光跟蹤儀的測量系統(tǒng)中對上、下翼面的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行精度分析計算，將分析結(jié)果存儲到柔性裝配數(shù)據(jù)庫中 。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種前緣襟翼柔性裝配的方法，是利用激光跟蹤儀測量系統(tǒng)對前緣襟翼產(chǎn)品的特征進(jìn)行測量，且能有效地檢測裝配過程中的精度，實現(xiàn)產(chǎn)品柔性裝配的工作，并且盡可能的減少專用的裝配工裝；柔性裝配平臺采用一個可移動的翼肋擋板定位實現(xiàn)前緣襟翼產(chǎn)品的所有翼肋的定位，且不需要更換定位件，定位準(zhǔn)確，柔性化程度高；保證較高的協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度，提高了前緣襟翼的裝配精度。其步驟包括1)標(biāo)定測量基準(zhǔn)點，建立工裝笛卡爾坐標(biāo)系；2)被測工件工裝裝配；3)被測工件初始位置調(diào)整；4)裝配斜梁腹板面及其交點；5)裝配端部翼肋；6)裝配其它翼肋；7)裝配蒙皮；8)將裝配好的產(chǎn)品下架；9)氣動外形的檢測；10)檢測數(shù)據(jù)分析。
文檔編號B64F5/00GK103072700SQ20131001975
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月21日
發(fā)明者王仲奇, 郭飛燕, 康永剛, 李西寧, 楊勃, 張遠(yuǎn)遠(yuǎn), 李寧, 王輝坪, 胡玉龍, 王贏 申請人:西北工業(yè)大學(xué)