平板件的全自動(dòng)鉆鉚定位方法
【專利摘要】一種平板件的全自動(dòng)鉆鉚定位算法，屬于飛機(jī)裝配制造【技術(shù)領(lǐng)域】。具體為：根據(jù)數(shù)模和圖紙中定義的鉚接點(diǎn)位置，確定離散分布的鉚接點(diǎn)的坐標(biāo)值：任意選取兩個(gè)特征點(diǎn)P1、P2建立局部坐標(biāo)系O1X1Y1，通過所建立的局部坐標(biāo)系，表達(dá)出所有鉚接點(diǎn)的坐標(biāo)值；在數(shù)控托架中固定待鉆鉚的產(chǎn)品，移動(dòng)數(shù)控托架使選取點(diǎn)P1、P2移動(dòng)到鉆鉚的目標(biāo)位置，記錄下數(shù)控車床的X、Y方向的坐標(biāo)值；將所有待鉚接點(diǎn)在局部坐標(biāo)系O1X1Y1下的坐標(biāo)值轉(zhuǎn)化為托架絕對(duì)坐標(biāo)系OXY下的坐標(biāo)值。本發(fā)明通過采集產(chǎn)品上的兩個(gè)特征點(diǎn)的坐標(biāo)值，采用坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方式獲得所有鉚接點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)值，減少由于工裝制造誤差、產(chǎn)品定位誤差等環(huán)節(jié)，提高了產(chǎn)品的定位精度。
【專利說明】平板件的全自動(dòng)鉆鉚定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于飛機(jī)裝配制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為ー種平板件的全自動(dòng)鉆鉚定位算法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在飛機(jī)制造領(lǐng)域已廣泛采用了全自動(dòng)鉆鉚技術(shù)，全自動(dòng)鉆鉚具有鉚接質(zhì)量穩(wěn)定、鉚接效率高等特點(diǎn)。全自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)包括了自動(dòng)鉆鉚機(jī)主體和五軸數(shù)控托架系統(tǒng)兩部分組成。產(chǎn)品的定位和夾緊依靠固定在數(shù)控托架上的エ裝來完成。在全自動(dòng)鉆鉚過程中，托架按照數(shù)控程序的指令控制五個(gè)運(yùn)動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)鉚接點(diǎn)的定位、數(shù)控托架的旋轉(zhuǎn)角度(對(duì)應(yīng)A角)、數(shù)控托架的俯仰角度(對(duì)應(yīng)B角)，然后鉆鉚機(jī)在鉚接點(diǎn)到位后開始鉆鉚，然后數(shù)控托架再移動(dòng)到下ー個(gè)點(diǎn)，依次類推，完成整個(gè)產(chǎn)品的鉚接工作。飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件中存在較多的平板件，如腹板類，飛機(jī)結(jié)構(gòu)梁。飛機(jī)機(jī)翼等需要應(yīng)用全自動(dòng)鉆鉚技術(shù)提高鉚接質(zhì)量和鉚接效率。目前全自動(dòng)鉆鉚機(jī)主要分為龍門式和C型框式結(jié)構(gòu)，其中C型框式結(jié)構(gòu)因其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，成本較低，技術(shù)也相對(duì)成熟，得到大范圍的應(yīng)用。C型全自動(dòng)鉆鉚機(jī)采用鉆鉚機(jī)主體固定不同，數(shù)控托架移動(dòng)的形式實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的定位與鉚接。托架的移動(dòng)采用數(shù)控代碼的形式控制托架的運(yùn)動(dòng)，因此鉚接點(diǎn)的位置的計(jì)算就變成了程序運(yùn)行的核心。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)平板件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本發(fā)明提供ー種平板件的全自動(dòng)鉆鉚定位算法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]本發(fā)明ー種平板件的全自動(dòng)鉆鉚定位方法，包括如下步驟:
[0006]( I)根據(jù)數(shù)模和圖紙要求設(shè)置平板件的鉚接點(diǎn)，為大量離散的分布點(diǎn)，從所述鉚接點(diǎn)中選取兩個(gè)點(diǎn)P1、P2建立ー個(gè)局部坐標(biāo)系01X1Y1，利用數(shù)模和圖紙測量計(jì)算得出所有鉚接點(diǎn)在該局部坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值；
[0007](2)在平板件進(jìn)行自動(dòng)鉆鉚之前，手動(dòng)移動(dòng)數(shù)控托架，使P1、P2點(diǎn)移動(dòng)到鉚接位置，記錄PU P2點(diǎn)對(duì)應(yīng)的機(jī)床坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值；
[0008](3)通過坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，將所有待鉚接點(diǎn)在局部坐標(biāo)系OlXlYl下的坐標(biāo)值轉(zhuǎn)化為數(shù)控托架絕對(duì)坐標(biāo)系OXY下的坐標(biāo)值。
[0009]所述鉚接點(diǎn)在局部坐標(biāo)系OlXlYl下的坐標(biāo)值轉(zhuǎn)化為數(shù)控托架絕對(duì)坐標(biāo)系OXY下的坐標(biāo)值的方法為:
[0010]設(shè)P點(diǎn)為蒙皮上的任意ー個(gè)加工點(diǎn)，e為兩個(gè)坐標(biāo)系之間的夾角，已知P點(diǎn)在蒙皮局部坐標(biāo)系OlXlYl下的坐標(biāo)為(PX ' ,PY ; )，P1點(diǎn)在數(shù)控托架絕對(duì)坐標(biāo)系OXY下的坐標(biāo)值(PX1，PY1)，P2點(diǎn)在數(shù)控托架絕對(duì)坐標(biāo)系OXY下的坐標(biāo)值(PX2，PY2)，則P點(diǎn)在數(shù)控托架絕對(duì)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)(X，Y):
[0011]e =Atan ( (PY2-PY1) / (PX2-PX1))
[0012]X= P X ; +PX1XC0S( 0 ) — PY1XSIN( 0 )
[0013]Y=PY' +PY1XC0S( 0 )+PXlXSIN( 0 )。[0014]本發(fā)明的有益效果是:
[0015]1.本發(fā)明可以通過采集產(chǎn)品上的兩個(gè)特征點(diǎn)的坐標(biāo)值，采用坐標(biāo)系偏移的方式便可以獲得整個(gè)坐標(biāo)系中所有鉚接點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)值，減少由于工裝制造誤差、產(chǎn)品定位誤差等環(huán)節(jié)，提聞了廣品的定位精度。
[0016]2.簡化了工裝的結(jié)構(gòu)，因?yàn)椴捎帽景l(fā)明的方法，產(chǎn)品只需要在工裝上“夾緊”，產(chǎn)品的具體位置由采集點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算出來，大大簡化了工裝的結(jié)構(gòu)，降低了對(duì)于工裝的精度要求，降低了工裝的成本。
[0017]3.由于產(chǎn)品在工裝上只起到“夾緊”的作用，因此整個(gè)工裝可以實(shí)現(xiàn)多塊不同平板件的鉚接工作，使其工裝具有較強(qiáng)的通用性和柔性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明平板件的局部坐標(biāo)系示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明數(shù)控機(jī)床的絕對(duì)坐標(biāo)系示意圖。
[0020]圖中:P1、P2為任意選取的兩個(gè)特征點(diǎn)，OlXlYl為壁板本身的局部坐標(biāo)系，OXY為數(shù)控托架絕對(duì)坐標(biāo)系。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0022]實(shí)施例1:如圖1所示，本發(fā)明主要是基于平板件的全自動(dòng)鉆鉚定位方法。平板件因?yàn)樵赯方向上和水平面平行，而且不需要調(diào)整A角，因此算法的核心就是計(jì)算在二維方向上鉚接點(diǎn)的位置。
[0023]本發(fā)明的具體步驟如下:
[0024]1.對(duì)于平板件來說，鉚接點(diǎn)位置由客戶的數(shù)模和圖紙給出。如圖1所示，所述鉚接點(diǎn)是一些離散的分布點(diǎn)，為了能夠用坐標(biāo)的形式表達(dá)出來這些離散的坐標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)值，任意選取兩個(gè)特征點(diǎn)，例如Pl、P2，來建立一個(gè)局部坐標(biāo)系OlXlYl，Pl點(diǎn)為局部坐標(biāo)系OlXlYl的原點(diǎn)，通過建立局部坐標(biāo)系，通過坐標(biāo)的形式表達(dá)出所有離散的分布點(diǎn)的坐標(biāo)值；
[0025]2.在數(shù)控托架中固定待鉆鉚產(chǎn)品，手動(dòng)移動(dòng)數(shù)控托架使選取的特征點(diǎn)P1、P2移動(dòng)到鉆鉚的目標(biāo)位置，即鉆頭的正下方，記錄下數(shù)控車床的X、Y方向的坐標(biāo)值；
[0026]3.通過坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，將所有待鉚點(diǎn)在局部坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值轉(zhuǎn)化為絕對(duì)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值，如圖2所示，其中坐標(biāo)系OlXlYl為壁板本身的局部坐標(biāo)系，坐標(biāo)系OXY為數(shù)控托架絕對(duì)坐標(biāo)系。
[0027]所述待鉚接點(diǎn)在局部坐標(biāo)系OlXlYl下的坐標(biāo)值轉(zhuǎn)化為托架絕對(duì)坐標(biāo)系OXY下的坐標(biāo)值的方法為:
[0028]設(shè)P點(diǎn)為蒙皮上的任意一個(gè)加工點(diǎn)，Θ為兩個(gè)坐標(biāo)系之間的夾角，已知P點(diǎn)在蒙皮局部坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為(PX ' ,PY ; )，Pl點(diǎn)在機(jī)床絕對(duì)坐標(biāo)系OXY下的坐標(biāo)值(PXl，PYl)，P2點(diǎn)在機(jī)床絕對(duì)坐標(biāo)系OXY下的坐標(biāo)值(PX2，PY2);則P點(diǎn)在絕對(duì)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)(X，Y):
[0029]Θ =Atan ( (PY2-PY1) / (PX2-PX1))
[0030]X=PX ; +PXl X COS ( Θ ) — PYl X SIN ( Θ )
[0031]Y=PY ; +PY1XC0S( Θ )+PXlXSIN( Θ )。
【權(quán)利要求】
1.ー種平板件的全自動(dòng)鉆鉚定位方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)根據(jù)數(shù)模和圖紙要求設(shè)置平板件的鉚接點(diǎn)，為大量離散的分布點(diǎn)，從所述鉚接點(diǎn)中選取兩個(gè)點(diǎn)P1、P2建立ー個(gè)局部坐標(biāo)系01X1Y1，利用數(shù)模和圖紙測量計(jì)算得出所有鉚接點(diǎn)在該局部坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值； (2)在平板件進(jìn)行自動(dòng)鉆鉚之前，手動(dòng)移動(dòng)數(shù)控托架，使P1、P2點(diǎn)移動(dòng)到鉚接位置，記錄Pl、P2點(diǎn)對(duì)應(yīng)的機(jī)床坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值； (3)通過坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，將所有待鉚接點(diǎn)在局部坐標(biāo)系OlXlYl下的坐標(biāo)值轉(zhuǎn)化為數(shù)控托架絕對(duì)坐標(biāo)系OXY下的坐標(biāo)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板件的全自動(dòng)鉆鉚定位方法，其特征在于:所述鉚接點(diǎn)在局部坐標(biāo)系OlXlYl下的坐標(biāo)值轉(zhuǎn)化為數(shù)控托架絕對(duì)坐標(biāo)系OXY下的坐標(biāo)值的方法為: 設(shè)P點(diǎn)為蒙皮上的任意ー個(gè)加工點(diǎn)，9為兩個(gè)坐標(biāo)系之間的夾角，已知P點(diǎn)在蒙皮局部坐標(biāo)系OlXlYl下的坐標(biāo)為(PX ' ,PY ; )，P1點(diǎn)在數(shù)控托架絕對(duì)坐標(biāo)系OXY下的坐標(biāo)值(PXLPYl)，P2點(diǎn)在數(shù)控托架絕對(duì)坐標(biāo)系OXY下的坐標(biāo)值(PX2，PY2)，則P點(diǎn)在數(shù)控托架絕對(duì)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)(X，Y):
0=Atan ( (PY2-PY1) / (PX2-PX1)) X= P X; +pxixcos(e) -pyixsin(0)
Y= P Y ; +PY1XC0S( 9 )+PXlXSIN( 0 ) ?
【文檔編號(hào)】B64F5/00GK103587719SQ201310562233
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】王陽, 宋英山 申請(qǐng)人:中航沈飛民用飛機(jī)有限責(zé)任公司