專利名稱：壁板自動(dòng)鉆鉚裝配多點(diǎn)柔性定位方法及其工裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于飛機(jī)壁板自動(dòng)鉆鉚裝配技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種飛機(jī)壁板自動(dòng)鉆鉚裝配的定位方法及工裝。
背景技術(shù)：
壁板自動(dòng)鉆鉚裝配技術(shù)是最先進(jìn)的裝配連接技術(shù)之一，具有鉆鉚質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高、勞動(dòng)條件好等特點(diǎn)，在壁板的鉆鉚裝配中得到廣泛應(yīng)用。在飛機(jī)壁板鉆鉚裝配過程中，常常存在預(yù)連接與鉆鉚兩個(gè)裝配過程。其中預(yù)連接過程主要是在預(yù)定位工裝上，將長(zhǎng)桁與蒙皮通過預(yù)定位釘進(jìn)行連接，形成初始壁板。由于飛機(jī)壁板形狀多樣，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此在實(shí)際生產(chǎn)過程中，每種壁板都要求對(duì)應(yīng)形式的預(yù)定位工裝，預(yù)定位連接過程是影響壁板鉆鉚裝配質(zhì)量和裝配效率的重要環(huán)節(jié)，柔性化和自動(dòng)化是壁板自動(dòng)鉆鉚裝配的發(fā)展趨勢(shì)。在當(dāng)前工程應(yīng)用上，壁板預(yù)定位的解決方案是針對(duì)每一種壁板設(shè)計(jì)一套專用預(yù)定位工裝，較常見的形式是立柱式，靠專用卡板及夾持器分別對(duì)蒙皮和長(zhǎng)桁進(jìn)行定位、夾持，完成壁板的預(yù)定位；這種傳統(tǒng)的預(yù)定位工裝導(dǎo)致裝配工作量大、生成成本高、生成周期長(zhǎng)、裝配精度不穩(wěn)定，不能適應(yīng)現(xiàn)代飛機(jī)制造業(yè)低成本、高質(zhì)量、快響應(yīng)的要求。在傳統(tǒng)預(yù)定位方案的基礎(chǔ)上，專利CN10486143A發(fā)明了一種柔性裝配數(shù)字化型架裝置，由型架骨架和十六個(gè)移動(dòng)調(diào)形單元組成，通過移動(dòng)卡板裝配點(diǎn)位置，結(jié)合可更換的卡板，實(shí)現(xiàn)在飛機(jī)裝配中一個(gè)型架用于多種壁板類零件的裝配模式；該專利并不是針對(duì)自動(dòng)鉆鉚定位設(shè)計(jì)的，沒有涉及蒙皮和長(zhǎng)桁的定位與夾持，并且柔性有限，沒有擺脫專用卡板的限制。專利 CN101817146A發(fā)明了一種分離式全自動(dòng)鉆鉚托架系統(tǒng)，由X、Y、Ζ、A、B、C六個(gè)坐標(biāo)軸的共同運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)零件定位和法向調(diào)整；該專利只是處理了自動(dòng)鉆鉚托架的調(diào)姿問題，并沒有涉及托架上的蒙皮和長(zhǎng)桁的定位、夾緊裝置。專利CN201008935Y發(fā)明了一種壁板鉚接柔性裝配型架，具有一個(gè)由立柱支撐的型架框架和沿立柱側(cè)面間隔排列的外形定位卡板，以及安裝在外形定位卡板上的限位器，在卡板側(cè)面間隔設(shè)置安裝在吸盤托架上的真空吸盤，用于吸附壁板；該發(fā)明在更換壁板種類時(shí)需要更換外形定位卡板，吸盤的軸向位置需要手動(dòng)的螺母裝置調(diào)節(jié)，并且沒有涉及預(yù)定位中長(zhǎng)桁的定位和夾緊。因此，上述改進(jìn)的方法也沒有徹底擺脫專用卡板，壁板鉆鉚預(yù)定位的柔性化和自動(dòng)化尚不盡如人意，不能適應(yīng)現(xiàn)代飛機(jī)制造業(yè)低成本、高質(zhì)量、快響應(yīng)的要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)沒有徹底擺脫專用卡板的不足，本發(fā)明提供一種壁板自動(dòng)鉆鉚裝配多點(diǎn)柔性定位方法，面向托架式自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)，具有異步調(diào)姿的七組托板模塊，通過依附于托板模塊的可調(diào)邊界定位塊及點(diǎn)陣式POgo柱定位并夾緊蒙皮、長(zhǎng)桁，滿足飛機(jī)壁板自動(dòng)鉆鉚裝配的柔性化和自動(dòng)化要求，提高裝配質(zhì)量和裝配效率。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案包括以下步驟(1)在CAD環(huán)境下，讀入壁板三維模型信息和自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)模型信息，將壁板模型在自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)模型上定位，測(cè)量每個(gè)工裝定位點(diǎn)各個(gè)自由度的理論行程以表征工裝定位點(diǎn)的理論位姿；對(duì)每根長(zhǎng)桁，根據(jù)長(zhǎng)桁長(zhǎng)度均布若干預(yù)定位孔，由預(yù)定位孔的位置選取若干個(gè)關(guān)鍵特征點(diǎn)分別表征其位姿，獲取關(guān)鍵特征點(diǎn)的理論坐標(biāo)。對(duì)于蒙皮，根據(jù)長(zhǎng)桁預(yù)定位孔的位置布置預(yù)定位孔，由預(yù)定位孔的預(yù)選位置選取若干個(gè)關(guān)鍵特征點(diǎn)分別表征其位姿，獲取關(guān)鍵特征點(diǎn)的理論坐標(biāo)。(2)根據(jù)工裝定位點(diǎn)各個(gè)自由度的實(shí)際行程，對(duì)比工裝定位點(diǎn)各個(gè)自由度的理論行程，調(diào)整定位工裝的各個(gè)自由度。(3)將長(zhǎng)桁和蒙皮依次在定位工裝定位并夾緊，測(cè)量長(zhǎng)桁和蒙皮的關(guān)鍵特征點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)，對(duì)比理論坐標(biāo)，基于空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換算法生成調(diào)姿方案，通過調(diào)整工裝定位點(diǎn)各自由度調(diào)整長(zhǎng)桁和蒙皮的位姿。重復(fù)本步驟，直到長(zhǎng)桁和蒙皮的關(guān)鍵特征點(diǎn)實(shí)際坐標(biāo)與理論坐標(biāo)的偏差在允許公差范圍內(nèi)。(4)制長(zhǎng)桁與蒙皮連接的預(yù)定位孔。(5)蒙皮拆卸下架，對(duì)蒙皮和長(zhǎng)桁上的預(yù)定位孔進(jìn)行去毛刺和除屑操作，涂長(zhǎng)桁與蒙皮間的縫內(nèi)膠。(6)重新將蒙皮在定位工裝中定位，在長(zhǎng)桁與蒙皮的預(yù)定位孔處安裝預(yù)定位釘。(7)逐一拆除預(yù)定位釘?shù)耐瑫r(shí)逐一在預(yù)定位孔中鉚接鉚釘，直到所有預(yù)定位孔全部鉚上鉚釘。(8)將壁板在多點(diǎn)柔性定位工裝中拆卸下架。至此，壁板預(yù)裝配完成，準(zhǔn)備進(jìn)入鉆鉚裝配工序。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種壁板自動(dòng)鉆鉚裝配多點(diǎn)柔性定位工裝，包括圍框、端部托板模塊、中部托板模塊和尾部托板模塊四個(gè)模塊，蒙皮、長(zhǎng)桁的關(guān)鍵特征點(diǎn)信息傳輸?shù)郊煽刂葡到y(tǒng)，由集成控制系統(tǒng)進(jìn)行工裝定位點(diǎn)、蒙皮、長(zhǎng)桁實(shí)際位姿的計(jì)算并生成調(diào)姿方案輸出給電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)圍框、端部托板模塊、中部托板模塊和尾部托板模塊調(diào)姿，并將每個(gè)模塊的各自由度行程反饋給集成控制系統(tǒng)。所述圍框?yàn)榫匦螄颍鈧?cè)安裝在自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)上，是整個(gè)柔性定位工裝的承重部件。所述端部托板模塊包括導(dǎo)軌基座、端面定位器、導(dǎo)軌、滑塊、連接件、套筒、筒芯和托板，所述導(dǎo)軌基座是一個(gè)矩形平板，其外側(cè)固定在圍框內(nèi)側(cè)，其內(nèi)側(cè)垂直于托板方向固定有兩條并行的導(dǎo)軌，所述托板截面呈倒T字型，兩端連接有圓柱形筒芯，所述筒芯插在有圓柱形盲孔的套筒中，套筒另一端通過連接件連接滑塊，滑塊能夠沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，筒芯在套筒中的伸縮配合端部托板兩端沿導(dǎo)軌的異步運(yùn)動(dòng)使端部托板與中部托板的夾角在士 10°范圍內(nèi)的擺動(dòng)，若干個(gè)端面定位器均勻排布在托板上緣的一側(cè)，所述端面定位器由直線驅(qū)動(dòng)單元實(shí)現(xiàn)沿托板的自由度調(diào)整，POgo柱安裝在直線驅(qū)動(dòng)單元的滑塊上，端面夾持機(jī)構(gòu)安裝在 pogo柱頂部，所述端面夾持機(jī)構(gòu)由固定的圓柱形擋塊和鉸接的夾頭組成，用于壁板端面的定位和夾緊。所述中部托板模塊共有五組相同的沿圍框長(zhǎng)度方向均布的中部托板，每組中部托板包括導(dǎo)軌基座、導(dǎo)軌、滑塊、端面定位器、吸盤式POg0柱和夾持式POgO柱，所述導(dǎo)軌基座內(nèi)側(cè)固定在圍框內(nèi)側(cè)，其外側(cè)垂直于托板方向固定有兩條并行的導(dǎo)軌，所述托板截面呈倒 T字型，兩端通過連接件直接固定在滑塊上，兩端的滑塊同步導(dǎo)軌滑動(dòng)，若干個(gè)吸盤式pogo柱均勻排布在托板上緣的一側(cè)，若干個(gè)夾持式pogo柱均勻排布在托板上緣的另一側(cè)，托板中間靠近托板端部布置一個(gè)端面定位器，所述夾持式POgo柱由直線驅(qū)動(dòng)單元實(shí)現(xiàn)沿托板的自由度調(diào)整，調(diào)整高度的POgo柱安裝在直線驅(qū)動(dòng)單元的滑塊上，長(zhǎng)桁夾持機(jī)構(gòu)安裝在 pogo柱頂部，所述長(zhǎng)桁夾持機(jī)構(gòu)由固定的圓柱形擋塊和氣動(dòng)的移動(dòng)夾頭組成，用于長(zhǎng)桁的定位和夾緊，所述吸盤式pogo柱由直線驅(qū)動(dòng)單元實(shí)現(xiàn)沿托板的自由度調(diào)整，可以調(diào)整高度的pogo柱安裝在直線驅(qū)動(dòng)單元的滑塊上，用于吸附蒙皮的真空吸盤安裝在pogo柱頂部。所述尾部托板模塊包括導(dǎo)軌基座、導(dǎo)軌、滑塊、連接件、套筒、筒芯、托板、吸盤式 POgo柱和夾持式POgO柱組成，所述托板與圍框的連接方式和端部托板相同，筒芯在套筒中的伸縮配合端部托板兩端沿導(dǎo)軌的異步運(yùn)動(dòng)使端部托板與中部托板的夾角在士 10°范圍內(nèi)的擺動(dòng)，若干個(gè)吸盤式pogo柱均勻排布在托板上緣的一側(cè)，若干個(gè)夾持式pogo柱均勻排布在托板上緣的另一側(cè)。本發(fā)明的有益效果是壁板自動(dòng)鉆鉚裝配多點(diǎn)柔性定位方法及工裝，實(shí)現(xiàn)了定位點(diǎn)的柔性調(diào)整，能夠適應(yīng)一定尺寸范圍內(nèi)的所有型號(hào)的壁板，不需要專用工裝，縮短了裝配周期短，節(jié)約了工裝成本，并且能夠快速響應(yīng)不同型號(hào)壁板的裝配要求，能夠顯著提高裝配效率；本發(fā)明采用了集成控制系統(tǒng)，包括CAD系統(tǒng)三維信息處理、蒙皮與長(zhǎng)桁的位置測(cè)量、 工裝定位點(diǎn)各自由度行程的反饋等功能模塊，實(shí)現(xiàn)了蒙皮和長(zhǎng)桁的實(shí)時(shí)測(cè)量與微調(diào)，具有較高的自動(dòng)化程度和裝配準(zhǔn)確度；使用氣動(dòng)定位夾緊機(jī)構(gòu)和真空吸盤對(duì)蒙皮吸附夾持，夾緊方便快捷，不易夾傷蒙皮。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。


圖1是壁板自動(dòng)鉆鉚裝配多點(diǎn)柔性定位工裝示意圖；圖2是端部托板模塊示意圖；圖3是端面定位器示意圖；圖4是端部托板連接裝置示意圖；圖5是中部托板模塊示意圖；圖6是吸盤式pogo柱示意圖；圖7是夾持式pogo柱示意圖；圖8是尾部托板模塊示意圖；圖中標(biāo)號(hào)名稱，1-圍框；2-端部托板模塊；3-中部托板模塊；4-尾部托板模塊； 5-導(dǎo)軌基座；6-端面定位器；7-導(dǎo)軌；8-滑塊；9-連接件；10-套筒；11-筒芯；12-托板； 13-直線驅(qū)動(dòng)單元；14-pogo柱；15-端面夾持機(jī)構(gòu)；16-吸盤式pogo柱；17-夾持式pogo 柱；18-真空吸盤；19-長(zhǎng)桁夾持機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式方法實(shí)施例(1)在CATIA軟件環(huán)境下，讀入某型機(jī)翼左上壁板的三維模型信息和某型托架式自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)的模型信息，將壁板模型在自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)模型上定位，測(cè)量每個(gè)工裝定位點(diǎn)各個(gè)自由度的理論行程，對(duì)每根長(zhǎng)桁，根據(jù)長(zhǎng)桁長(zhǎng)度均布若干預(yù)定位孔，由預(yù)定位孔的預(yù)選位置選取若干個(gè)關(guān)鍵特征點(diǎn)分別表征其位姿，獲取關(guān)鍵特征點(diǎn)的理論坐標(biāo)表征長(zhǎng)桁的理論位姿；對(duì)于蒙皮，根據(jù)長(zhǎng)桁預(yù)定位孔的位置布置預(yù)定位孔，由預(yù)定位孔的預(yù)選位置選取若干個(gè)關(guān)鍵特征點(diǎn)分別表征其位姿，獲取關(guān)鍵特征點(diǎn)的理論坐標(biāo)表征蒙皮的理論位姿。(2)獲得工裝定位點(diǎn)各個(gè)自由度的實(shí)際行程，將實(shí)際坐標(biāo)數(shù)據(jù)信息傳遞到集成控制系統(tǒng)，對(duì)比工裝定位點(diǎn)各個(gè)自由度的理論行程，生成相應(yīng)數(shù)控代碼，按照中部托板模塊、 端部托板模塊、尾部托板模塊、夾持式Pogo柱、吸盤式Pogo柱、端面定位器的順序調(diào)整定位工裝各模塊自由度的行程，達(dá)到調(diào)整工裝定位點(diǎn)的目的。(3)將長(zhǎng)桁和蒙皮依次在多點(diǎn)柔性定位工裝定位并夾緊，利用激光跟蹤儀測(cè)量長(zhǎng)桁和蒙皮的關(guān)鍵特征點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)，將坐標(biāo)信息傳遞到集成控制系統(tǒng)，對(duì)比理論坐標(biāo)，基于空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換算法生成調(diào)姿方案及相應(yīng)數(shù)控代碼，按照中部托板模塊、端部托板模塊、尾部托板模塊、夾持式POg0柱、吸盤式POgO柱、端面定位器的順序，調(diào)整各模塊的自由度的行程，從而調(diào)整長(zhǎng)桁和蒙皮的位姿。重復(fù)“測(cè)量一反饋一調(diào)姿”的過程，直到每個(gè)關(guān)鍵特征點(diǎn)的位置偏差在0. 2mm內(nèi)。(4)利用鉆孔設(shè)備制長(zhǎng)桁與蒙皮連接的直徑為4mm的預(yù)定位孔。(5)吸盤式pogo柱的真空吸盤充氣，蒙皮拆卸下架，對(duì)蒙皮和長(zhǎng)桁上的預(yù)定位孔去毛刺、除屑操作，涂長(zhǎng)桁與蒙皮間的縫內(nèi)膠。(6)重新將蒙皮在多點(diǎn)柔性定位工裝中定位，吸盤式pogo柱的真空吸盤對(duì)蒙皮進(jìn)行吸附夾持，在長(zhǎng)桁與蒙皮的預(yù)定位孔處安裝定位銷。(7) 一邊拆定位銷，一邊手工鉚接預(yù)定位釘，直到所有預(yù)定位孔全部鉚上預(yù)定位釘。(8)夾持式pogo柱、吸盤式pogo柱、端面定位器依次解夾，將壁板在多點(diǎn)柔性定位工裝中拆卸下架。至此，壁板預(yù)裝配完成，準(zhǔn)備進(jìn)入鉆鉚裝配工序。裝置實(shí)施例本發(fā)明包括圍框(1)、端部托板模塊O)、中部托板模塊C3)和尾部托板模塊四個(gè)模塊。如圖1所示，所述圍框(1)的結(jié)構(gòu)同托架式鉆鉚系統(tǒng)的圍框，其形狀為矩形，其外側(cè)通過轉(zhuǎn)軸安裝在自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)上，是整個(gè)柔性定位裝置的承重部件。所述端部托板模(2)塊包括導(dǎo)軌基座(5)、端面定位器(6)、導(dǎo)軌(7)、滑塊⑶、連接件(9)、套筒(10)、筒芯(11)和托板(12)，所述導(dǎo)軌基座( 是一個(gè)矩形平板，固定在圍框(1)內(nèi)側(cè)，其上垂直于托板方向固定有兩條并行的導(dǎo)軌(7)，所述托板(1 截面呈倒“T” 字型，兩端連接有圓柱形筒芯(11)，有圓柱形盲孔的套筒(10)套在筒芯(11)上，套筒(10) 另一端通過連接件(9)連接滑塊(8)，滑塊⑶能夠沿導(dǎo)軌(7)滑動(dòng)，筒芯(11)在套筒(10) 中的伸縮配合端部托板(1 兩端沿導(dǎo)軌(7)的異步運(yùn)動(dòng)使端部托板O)與中部托板(3) 的夾角在士 10°范圍內(nèi)的擺動(dòng)，5個(gè)端面定位器(6)均勻排布在托板(1 上緣的一側(cè)，所述端面定位器(6)由直線驅(qū)動(dòng)單元(13)實(shí)現(xiàn)沿托板的自由度調(diào)整，pogo柱(14)安裝在直線驅(qū)動(dòng)單元(13)上，端面夾持機(jī)構(gòu)(15)安裝在pogo柱(14)頂部，所述端面夾持機(jī)構(gòu)(15) 由固定的圓柱形擋塊和鉸接的夾頭組成，用于壁板端面的定位和夾緊。所述直線驅(qū)動(dòng)單元是市場(chǎng)有售的產(chǎn)品，由支撐座、導(dǎo)軌、絲杠、滑塊組成，支撐座是長(zhǎng)方形的盒體，導(dǎo)軌和絲杠沿長(zhǎng)度方向布置在支撐座內(nèi)，滑塊安裝在絲杠上，由導(dǎo)軌導(dǎo)向，由絲杠驅(qū)動(dòng)。
所述中部托板模塊C3)共有5組相同的沿圍框長(zhǎng)度方向均布的中部托板，每組中部托板每包括導(dǎo)軌基座(5)、導(dǎo)軌(7)、滑塊(8)、端面定位器(6)、吸盤式pogo柱(16)和夾持式pogo柱(17)，所述導(dǎo)軌基座(5)固定在圍框(1)內(nèi)側(cè)，其上垂直于托板方向固定有兩條并行的導(dǎo)軌(7)，所述托板截面呈倒“T”字型，兩端通過連接件(9)直接固定在滑塊(8) 上，兩端的滑塊(8)同步導(dǎo)軌滑動(dòng)，10個(gè)吸盤式pogo柱(16)均勻排布在托板(1 上緣的一側(cè)，9個(gè)夾持式pogo柱(17)均勻排布在托板(1 上緣的另一側(cè)，托板中間靠近托板端部布置一個(gè)端面定位器(6)，所述夾持式pogo柱(17)由直線驅(qū)動(dòng)單元(1 實(shí)現(xiàn)沿托板的自由度調(diào)整，調(diào)整高度的pogo柱(14)安裝在直線驅(qū)動(dòng)單元(13)上，長(zhǎng)桁夾持機(jī)構(gòu)(19)安裝在pogo柱(14)頂部，所述長(zhǎng)桁夾持機(jī)構(gòu)(19)由固定的圓柱形擋塊和氣動(dòng)的移動(dòng)夾頭組成，用于長(zhǎng)桁的定位和夾緊，所述吸盤式pogo柱(16)由直線驅(qū)動(dòng)單元(13)實(shí)現(xiàn)沿托板的自由度調(diào)整，可以調(diào)整高度的pogo柱(14)安裝在直線驅(qū)動(dòng)單元(13)上，用于吸附蒙皮的真空吸盤安裝在pogo柱(14)頂部。所述尾部托板模塊(4)包括導(dǎo)軌基座(5)、導(dǎo)軌(7)、滑塊(8)、連接件(9)、套筒 (10)、筒芯(11)、托板(12)、吸盤式pogo柱(16)和夾持式pogo柱(17)組成，所述托板(12) 與圍框(1)的連接方式和端部托板( 相同，筒芯(11)在套筒(10)中的伸縮配合端部托板兩端沿導(dǎo)軌(7)的異步運(yùn)動(dòng)使所述尾部托板模塊(4)與中部托板模塊C3)的夾角在士 10° 范圍內(nèi)的擺動(dòng)，若干個(gè)吸盤式pogo柱(16)均勻排布在托板上緣的一側(cè)，若干個(gè)夾持式pogo 柱(17)均勻排布在托板上緣的另一側(cè)。
權(quán)利要求
1.一種壁板自動(dòng)鉆鉚裝配多點(diǎn)柔性定位方法，其特征在于包括下述步驟(1)在CAD環(huán)境下，讀入壁板三維模型信息和自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)模型信息，將壁板模型在自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)模型上定位，測(cè)量每個(gè)工裝定位點(diǎn)各個(gè)自由度的理論行程以表征工裝定位點(diǎn)的理論位姿；對(duì)每根長(zhǎng)桁，根據(jù)長(zhǎng)桁長(zhǎng)度均布若干預(yù)定位孔，由預(yù)定位孔的位置選取若干個(gè)關(guān)鍵特征點(diǎn)分別表征其位姿，獲取關(guān)鍵特征點(diǎn)的理論坐標(biāo)；對(duì)于蒙皮，根據(jù)長(zhǎng)桁預(yù)定位孔的位置布置預(yù)定位孔，由預(yù)定位孔的預(yù)選位置選取若干個(gè)關(guān)鍵特征點(diǎn)分別表征其位姿，獲取關(guān)鍵特征點(diǎn)的理論坐標(biāo)；(2)根據(jù)工裝定位點(diǎn)各個(gè)自由度的實(shí)際行程，對(duì)比工裝定位點(diǎn)各個(gè)自由度的理論行程， 調(diào)整定位工裝的各個(gè)自由度；(3)將長(zhǎng)桁和蒙皮依次在定位工裝定位并夾緊，測(cè)量長(zhǎng)桁和蒙皮的關(guān)鍵特征點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)，對(duì)比理論坐標(biāo)，基于空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換算法生成調(diào)姿方案，通過調(diào)整工裝定位點(diǎn)各自由度調(diào)整長(zhǎng)桁和蒙皮的位姿；重復(fù)本步驟，直到長(zhǎng)桁和蒙皮的關(guān)鍵特征點(diǎn)實(shí)際坐標(biāo)與理論坐標(biāo)的偏差在允許公差范圍內(nèi)；(4)制長(zhǎng)桁與蒙皮連接的預(yù)定位孔；(5)蒙皮拆卸下架，對(duì)蒙皮和長(zhǎng)桁上的預(yù)定位孔進(jìn)行去毛刺和除屑操作，涂長(zhǎng)桁與蒙皮間的縫內(nèi)膠；(6)重新將蒙皮在定位工裝中定位，在長(zhǎng)桁與蒙皮的預(yù)定位孔處安裝預(yù)定位釘；(7)逐一拆除預(yù)定位釘?shù)耐瑫r(shí)逐一在預(yù)定位孔中鉚接鉚釘，直到所有預(yù)定位孔全部鉚上鉚釘；(8)將壁板在多點(diǎn)柔性定位工裝中拆卸下架。
2.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的壁板自動(dòng)鉆鉚裝配多點(diǎn)柔性定位工裝，包括圍框、 端部托板模塊、中部托板模塊和尾部托板模塊，其特征在于蒙皮、長(zhǎng)桁的關(guān)鍵特征點(diǎn)信息傳輸?shù)郊煽刂葡到y(tǒng)，由集成控制系統(tǒng)進(jìn)行工裝定位點(diǎn)、蒙皮、長(zhǎng)桁實(shí)際位姿的計(jì)算并生成調(diào)姿方案輸出給電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)圍框、端部托板模塊、中部托板模塊和尾部托板模塊調(diào)姿， 并將每個(gè)模塊的各自由度行程反饋給集成控制系統(tǒng)；所述圍框?yàn)榫匦螄颍鈧?cè)安裝在自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)上，是整個(gè)柔性定位工裝的承重部件所述端部托板模塊包括導(dǎo)軌基座、端面定位器、導(dǎo)軌、滑塊、連接件、套筒、筒芯和托板， 所述導(dǎo)軌基座是一個(gè)矩形平板，其外側(cè)固定在圍框內(nèi)側(cè)，其內(nèi)側(cè)垂直于托板方向固定有兩條并行的導(dǎo)軌，所述托板截面呈倒T字型，兩端連接有圓柱形筒芯，所述筒芯插在有圓柱形盲孔的套筒中，套筒另一端通過連接件連接滑塊，滑塊能夠沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，筒芯在套筒中的伸縮配合端部托板兩端沿導(dǎo)軌的異步運(yùn)動(dòng)使端部托板與中部托板的夾角在士 10°范圍內(nèi)的擺動(dòng)，若干個(gè)端面定位器均勻排布在托板上緣的一側(cè)，所述端面定位器由直線驅(qū)動(dòng)單元實(shí)現(xiàn)沿托板的自由度調(diào)整，pogo柱安裝在直線驅(qū)動(dòng)單元的滑塊上，端面夾持機(jī)構(gòu)安裝在pogo 柱頂部，所述端面夾持機(jī)構(gòu)由固定的圓柱形擋塊和鉸接的夾頭組成，用于壁板端面的定位和夾緊；所述中部托板模塊共有五組相同的沿圍框長(zhǎng)度方向均布的中部托板，每組中部托板包括導(dǎo)軌基座、導(dǎo)軌、滑塊、端面定位器、吸盤式pogo柱和夾持式pogo柱，所述導(dǎo)軌基座內(nèi)側(cè)固定在圍框內(nèi)側(cè)，其外側(cè)垂直于托板方向固定有兩條并行的導(dǎo)軌，所述托板截面呈倒T字型，兩端通過連接件直接固定在滑塊上，兩端的滑塊同步導(dǎo)軌滑動(dòng)，若干個(gè)吸盤式pogo柱均勻排布在托板上緣的一側(cè)，若干個(gè)夾持式pogo柱均勻排布在托板上緣的另一側(cè)，托板中間靠近托板端部布置一個(gè)端面定位器，所述夾持式pogo柱由直線驅(qū)動(dòng)單元實(shí)現(xiàn)沿托板的自由度調(diào)整，調(diào)整高度的pogo柱安裝在直線驅(qū)動(dòng)單元的滑塊上，長(zhǎng)桁夾持機(jī)構(gòu)安裝在pogo 柱頂部，所述長(zhǎng)桁夾持機(jī)構(gòu)由固定的圓柱形擋塊和氣動(dòng)的移動(dòng)夾頭組成，用于長(zhǎng)桁的定位和夾緊，所述吸盤式pogo柱由直線驅(qū)動(dòng)單元實(shí)現(xiàn)沿托板的自由度調(diào)整，可以調(diào)整高度的 pogo柱安裝在直線驅(qū)動(dòng)單元的滑塊上，用于吸附蒙皮的真空吸盤安裝在pogo柱頂部；所述尾部托板模塊包括導(dǎo)軌基座、導(dǎo)軌、滑塊、連接件、套筒、筒芯、托板、吸盤式pogo 柱和夾持式pogo柱組成，所述托板與圍框的連接方式和端部托板相同，筒芯在套筒中的伸縮配合端部托板兩端沿導(dǎo)軌的異步運(yùn)動(dòng)使端部托板與中部托板的夾角在士 10°范圍內(nèi)的擺動(dòng)，若干個(gè)吸盤式pogo柱均勻排布在托板上緣的一側(cè)，若干個(gè)夾持式pogo柱均勻排布在托板上緣的另一側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種壁板自動(dòng)鉆鉚裝配多點(diǎn)柔性定位方法及其工裝，將組成壁板的長(zhǎng)桁和蒙皮在自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)工裝上定位，通過調(diào)整定位工裝的各個(gè)自由度來調(diào)整長(zhǎng)桁和蒙皮的位姿，然后制長(zhǎng)桁與蒙皮連接的預(yù)定位孔；蒙皮拆卸下架，對(duì)蒙皮和長(zhǎng)桁上的預(yù)定位孔進(jìn)行去毛刺和除屑操作，涂長(zhǎng)桁與蒙皮間的縫內(nèi)膠；重新將蒙皮定位，在預(yù)定位孔處安裝預(yù)定位釘；逐一拆除預(yù)定位釘?shù)耐瑫r(shí)逐一在預(yù)定位孔中鉚接鉚釘后將壁板在多點(diǎn)柔性定位工裝中拆卸下架。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了定位點(diǎn)的柔性調(diào)整，不需要專用工裝，縮短了裝配周期短，節(jié)約了工裝成本，并且能夠快速響應(yīng)不同型號(hào)壁板的裝配要求，能夠顯著提高裝配效率，具有較高的自動(dòng)化程度和裝配準(zhǔn)確度。
文檔編號(hào)B23P19/00GK102248389SQ201110072249
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月24日
發(fā)明者宋丹龍, 張開富, 李原, 程暉, 齊振超 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)