本發(fā)明涉及一種飛機(jī)液壓管路系統(tǒng)無應(yīng)力裝配協(xié)調(diào)方法，屬于航空制造工程/飛機(jī)裝配領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、在飛機(jī)制造的諸多環(huán)節(jié)中，液壓導(dǎo)管之間的高精度裝配極為關(guān)鍵。飛機(jī)液壓導(dǎo)管在裝配過程中，或多或少存在安裝不協(xié)調(diào)強(qiáng)制裝配的情況，當(dāng)裝配壓力超過飛機(jī)波動振動的90％時，會產(chǎn)生壓力載荷，當(dāng)壓力載荷過大時會讓飛機(jī)液壓導(dǎo)管發(fā)生壓力脈動，甚至飛機(jī)液壓導(dǎo)管的共振，從而導(dǎo)致管路系統(tǒng)發(fā)生變形、泄漏、開裂等故障。

2、為最大限度避免管路系統(tǒng)的強(qiáng)制裝配、減小裝配應(yīng)力，生產(chǎn)現(xiàn)場從管路的加工制造環(huán)節(jié)入手，全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化成形，提高管路的制造精度，在管路系統(tǒng)的定位、裝配過程中借助輔助工裝和工具進(jìn)行工藝改進(jìn)，優(yōu)化管路裝配定位方式。但是基于數(shù)字化手段對管路安裝支架及端口裝配應(yīng)力進(jìn)行實(shí)時檢測并動態(tài)調(diào)整的尚未廣泛應(yīng)用。

3、因此，如何對管路安裝支架的安裝位姿進(jìn)行實(shí)時檢測和偏差分析，并精確計(jì)算調(diào)整值進(jìn)行位姿糾偏，保證管路的裝配精度是亟待解決的問題。另外，管路的對接裝配應(yīng)力檢測是保證管路系統(tǒng)無應(yīng)力裝配的重要檢測手段，進(jìn)一步耦合力與位的檢測信息并實(shí)時調(diào)整支架的站位以確保液壓管路系統(tǒng)無應(yīng)力裝配。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種飛機(jī)液壓管路系統(tǒng)無應(yīng)力裝配協(xié)調(diào)方法。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、先應(yīng)用單相機(jī)攝影測量系統(tǒng)對機(jī)體結(jié)構(gòu)零組件和導(dǎo)管安裝支架的實(shí)際位置進(jìn)行采集和解算，并統(tǒng)一轉(zhuǎn)換到飛機(jī)坐標(biāo)系下，再應(yīng)用雙相機(jī)攝影測量系統(tǒng)的測量筆模式對導(dǎo)管安裝支架進(jìn)行放樣調(diào)姿，保證支架安裝位置的準(zhǔn)確度。導(dǎo)管預(yù)裝配過程中應(yīng)用三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)對管路的裝配微應(yīng)變進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，再換算裝配應(yīng)力，通過實(shí)時微調(diào)管路支架的安裝位置，減小管路的裝配應(yīng)力，從而達(dá)到液壓管路系統(tǒng)的無應(yīng)力裝配。

4、一種飛機(jī)液壓管路系統(tǒng)無應(yīng)力裝配協(xié)調(diào)方法，步驟如下：

5、步驟1：在catia?v5軟件中，導(dǎo)入裝配工裝、機(jī)體結(jié)構(gòu)零組件和導(dǎo)管安裝支架的數(shù)模，提取零件型面，創(chuàng)建基準(zhǔn)孔和導(dǎo)管安裝支架安裝孔的中心坐標(biāo)，以igs格式統(tǒng)一保存；

6、步驟2：按要求布設(shè)攝影測量靶標(biāo)，粘貼攝影測量標(biāo)記點(diǎn)和編碼點(diǎn)，在導(dǎo)管安裝支架上粘貼專用的帶中心點(diǎn)標(biāo)記的測量標(biāo)記點(diǎn)，選取合適位置布設(shè)測量基準(zhǔn)尺；

7、步驟3：采用單相機(jī)攝影測量系統(tǒng)對機(jī)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行拍攝，解算基準(zhǔn)孔、基準(zhǔn)平面和導(dǎo)管安裝支架的三維空間坐標(biāo)。將三維空間坐標(biāo)值和步驟一處理好的igs數(shù)模導(dǎo)入polyworks軟件，統(tǒng)一飛機(jī)坐標(biāo)系和設(shè)備坐標(biāo)系，完成基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換及坐標(biāo)系擬合精度的校準(zhǔn)；

8、步驟4：1)在polyworks軟件中，抽取測量標(biāo)記點(diǎn)(即位姿控制點(diǎn))的實(shí)測值，與理論值進(jìn)行比對，求解位姿調(diào)整值；2)將單相機(jī)攝影測量系統(tǒng)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換后的值導(dǎo)入雙相機(jī)攝影測量系統(tǒng)，完成雙相機(jī)的定向；3)將導(dǎo)管安裝支架的位姿控制點(diǎn)理論坐標(biāo)值導(dǎo)入雙相機(jī)系統(tǒng)，使用測量筆模式進(jìn)行放樣，對支架的位姿進(jìn)行調(diào)整，實(shí)時監(jiān)測測量標(biāo)記點(diǎn)的位置坐標(biāo)，直至安裝偏差在允許誤差范圍內(nèi)；

9、步驟5：對導(dǎo)管安裝支架鉆制初孔，用工藝標(biāo)準(zhǔn)件預(yù)連接；

10、步驟6：在導(dǎo)管端口噴涂散斑，應(yīng)用數(shù)字散斑三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)動態(tài)檢測導(dǎo)管裝配過程中的微應(yīng)變，進(jìn)而計(jì)算出裝配應(yīng)力。

11、步驟7：當(dāng)裝配應(yīng)力大于設(shè)計(jì)許用值時，需返回步驟4調(diào)整導(dǎo)管支架位姿，在技術(shù)文件允許范圍內(nèi)，適當(dāng)放寬導(dǎo)管支架的安裝誤差范圍，保證導(dǎo)管裝配應(yīng)力與支架定位精度的協(xié)調(diào)匹配，通過實(shí)時調(diào)整支架的站位以確保液壓管路系統(tǒng)無應(yīng)力裝配；

12、步驟8：在導(dǎo)管安裝支架與機(jī)體結(jié)構(gòu)鉆至終孔狀態(tài)，用標(biāo)準(zhǔn)件連接完成管路系統(tǒng)裝配。

13、所述的導(dǎo)管安裝支架三維空間位姿的精確測量，具體操作如下：

14、1)確定飛機(jī)坐標(biāo)系與測量設(shè)備坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)

15、若機(jī)體結(jié)構(gòu)定位在裝配工裝上，則選擇工裝設(shè)計(jì)制造的rp點(diǎn)和ers點(diǎn)作為基準(zhǔn)，若機(jī)體結(jié)構(gòu)在架下托架上或者整機(jī)狀態(tài)，則選取機(jī)體結(jié)構(gòu)上剛性和穩(wěn)定性較好的機(jī)加零件孔和平面特征作為基準(zhǔn)。

16、2)基準(zhǔn)的測量與轉(zhuǎn)換

17、選定基準(zhǔn)后，在基準(zhǔn)孔和基準(zhǔn)平面上布設(shè)攝影測量靶標(biāo)，在機(jī)體結(jié)構(gòu)上粘貼攝影測量標(biāo)記點(diǎn)和編碼點(diǎn)，采用專用工具在導(dǎo)管安裝支架上粘貼帶中心點(diǎn)標(biāo)記的測量標(biāo)記點(diǎn)，確保標(biāo)記點(diǎn)中心與孔中心重合，再將測量基準(zhǔn)尺擺放在穩(wěn)定、合適的位置上。對于單孔安裝支架，測量標(biāo)記點(diǎn)粘貼在單孔中心點(diǎn)上；對于雙孔安裝支架，測量標(biāo)記點(diǎn)分別粘貼在兩個孔中心點(diǎn)上。

18、采用單相機(jī)攝影測量系統(tǒng)對產(chǎn)品進(jìn)行多角度、多方位的拍攝，解算出全部標(biāo)記點(diǎn)和測量靶標(biāo)的三維空間坐標(biāo)。將上述三維空間坐標(biāo)值導(dǎo)入polyworks軟件，再將處理好的機(jī)體結(jié)構(gòu)零組件和導(dǎo)管安裝支架的igs數(shù)模導(dǎo)入軟件，以1)中確定的轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)為基準(zhǔn)，統(tǒng)一飛機(jī)坐標(biāo)系和設(shè)備坐標(biāo)系，完成基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換及坐標(biāo)系擬合精度的校準(zhǔn)。

19、3)帶中心點(diǎn)標(biāo)記的測量標(biāo)記點(diǎn)專用工具設(shè)計(jì)

20、為確保測量標(biāo)記點(diǎn)中心與系統(tǒng)安裝支架孔中心重合，減小測量偏差，設(shè)計(jì)了專用定位工具輔助帶中心點(diǎn)標(biāo)記的測量標(biāo)記點(diǎn)定位。

21、結(jié)構(gòu)形式：標(biāo)記點(diǎn)定位專用工具整體分為3層，底層直徑8mm，厚度3mm；中間層直徑需根據(jù)支架上孔的尺寸和精度進(jìn)行匹配，例如支架孔的尺寸為φ5.2h9，則設(shè)計(jì)專用工具的尺寸規(guī)格如下：底層直徑尺寸為φ8，中間層的直徑尺寸為φ5.2f9，厚度應(yīng)小于支架壁厚0.2mm；上層為直徑1.0mm，高1.5mm的圓錐結(jié)構(gòu)，與標(biāo)記點(diǎn)的中心孔直徑相同。

22、使用方法：將標(biāo)記點(diǎn)專用定位工具從導(dǎo)管安裝支架下方裝入支架孔中，保證工具底層結(jié)構(gòu)的上表面與支架零件緊密貼合，從導(dǎo)管安裝支架上方粘貼標(biāo)記點(diǎn)，標(biāo)記點(diǎn)的中心孔套入專用定位工具的頂層圓錐孔中，標(biāo)記點(diǎn)粘貼好后從導(dǎo)管安裝支架的下方取出標(biāo)記點(diǎn)專用工具即可。

23、所述的導(dǎo)管固定卡箍的位姿調(diào)整，具體操作如下：

24、完成飛機(jī)坐標(biāo)系與測量設(shè)備坐標(biāo)系統(tǒng)一后，在polyworks軟件中提取導(dǎo)管安裝支架上測量標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)，與位姿控制點(diǎn)的理論坐標(biāo)值進(jìn)行偏差分析，求解位姿調(diào)整值。

25、對于單孔支架，位姿控制點(diǎn)即為測量標(biāo)記點(diǎn)，對于雙孔支架，位姿控制點(diǎn)為2個測量標(biāo)記點(diǎn)的連線中心點(diǎn)。

26、1)單孔支架位姿調(diào)整值求解方法：

27、設(shè)單孔安裝支架測量標(biāo)記點(diǎn)中心o的理論坐標(biāo)為(x，y，z)，實(shí)測坐標(biāo)為(x'，y'，z')，則

28、支架在x軸方向的調(diào)整值為x'-x，y軸方向的調(diào)整值為y'-y，z軸方向的調(diào)整值為z'-z。

29、若差值為+，則向飛機(jī)坐標(biāo)系正方向移動，若差值為—，則向飛機(jī)坐標(biāo)系負(fù)方向移動。

30、2)雙孔支架位姿調(diào)整值求解方法：

31、設(shè)雙孔安裝支架測量標(biāo)記點(diǎn)中心p1的實(shí)測坐標(biāo)為(x1'，y1'，z1')，基準(zhǔn)點(diǎn)中心p2的實(shí)測坐標(biāo)為(x2'，y2'，z2')，雙孔安裝支架的位姿控制點(diǎn)p的理論坐標(biāo)為(x0，y0，z0)則

32、位姿控制點(diǎn)p的實(shí)測坐標(biāo)：

33、x0'＝(x1'+x2')/2；y0'＝(y1'+y2')/2；z0'＝(z1'+z2')/2；

34、支架在x軸方向的調(diào)整值為x0'-x0，y軸方向的調(diào)整值為y0'-y0，z軸方向的調(diào)整值為z0'-z0。

35、若差值為+，則向飛機(jī)坐標(biāo)系正方向移動，若差值為—，則向飛機(jī)坐標(biāo)系負(fù)方向移動。

36、采用雙相機(jī)工業(yè)攝影測量系統(tǒng)對導(dǎo)管安裝支架的測量標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時測量。將單相機(jī)攝影測量系統(tǒng)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換后的值導(dǎo)入雙相機(jī)攝影測量系統(tǒng)，完成雙相機(jī)的定向，將導(dǎo)管安裝支架的位姿控制點(diǎn)理論坐標(biāo)值導(dǎo)入雙相機(jī)系統(tǒng)，使用測量筆模式進(jìn)行放樣，分析支架的定位偏差，邊調(diào)整支架位姿邊檢測標(biāo)記點(diǎn)坐標(biāo)，直至安裝偏差在允許誤差范圍內(nèi)。

37、所述的導(dǎo)管端口裝配應(yīng)力的動態(tài)檢測，具體如下：

38、在導(dǎo)管端口噴涂散斑，應(yīng)用數(shù)字散斑三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)動態(tài)檢測導(dǎo)管裝配過程中的微應(yīng)變，進(jìn)而計(jì)算出裝配應(yīng)力，如果裝配應(yīng)力大于設(shè)計(jì)許用值，則調(diào)整導(dǎo)管支架位姿，將裝配應(yīng)力與空間位姿的檢測信息進(jìn)行耦合，通過實(shí)時調(diào)整支架的站位以確保液壓管路系統(tǒng)無應(yīng)力裝配。

39、本發(fā)明的有益效果：

40、本發(fā)明提出了一種液壓管路系統(tǒng)無應(yīng)力裝配協(xié)調(diào)方法，通過應(yīng)用本發(fā)明，提高了液壓管路系統(tǒng)的定位精度，大大降低了導(dǎo)管對接段的裝配應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)了管路系統(tǒng)的無應(yīng)力安裝協(xié)調(diào)。