技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及運載火箭艙段自動鉆鉚加工裝配技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種自動鉆鉚加工數(shù)據(jù)偏差測量及補償方法，能夠?qū)崿F(xiàn)艙段桁條的周向偏差無損測量與離線自動補償。

背景技術(shù)：

目前世界各國航空航天工業(yè)發(fā)達國家都已廣泛采用自動鉆鉚技術(shù)。國外鉚接裝配技術(shù)幾十年的應(yīng)用表明，采用自動鉆鉚機后裝配效率至少比手工鉚接裝配提高10倍，并能節(jié)約安裝成本，改善勞動條件，更主要的是能夠確保安裝質(zhì)量，大大減少人為因素造成的缺陷?，F(xiàn)在采用自動鉆鉚機已成為改善飛行器性能的主要工藝措施之一。

自動鉆鉚設(shè)備采用先進的數(shù)控技術(shù)完成對整體艙段的骨架（框及桁條）和蒙皮進行定位、裝夾、擴孔、送釘、鉚接等工藝過程；采用對艙體鉚接工藝的數(shù)字化技術(shù)，實現(xiàn)工藝規(guī)劃、加工編程的全自動化。

目前，艙段的骨架裝配仍采用手工模式，存在以下問題：1）手工裝配，存在裝配偏差（±1mm）；2）鈑金零件本身成形精度低，最大可達3~5mm；3）零件間的配合存在強迫裝配，使強度較小方位置發(fā)生變化。上述問題產(chǎn)生的零件精度及裝配偏差問題，導(dǎo)致自動鉆鉚加工時，無法直接運行自動鉆鉚程序，必須進行偏差測量補償后方可進行加工。

傳統(tǒng)的偏差測量方式采用鉆頭點孔或者制作彈性點孔工裝運行鉆孔程序，根據(jù)孔位測量數(shù)據(jù)得出偏差值，再將偏差值通過人工補償?shù)皆紨?shù)據(jù)中。采用上述測量及補償方式，其一，對桁條表面造成損傷，在骨架圓度較差時，點孔將貫穿桁條，后續(xù)補償時將造成腰型孔，影響連接強度；其二，效率低，點孔后需要人工測量記錄數(shù)據(jù)，工作量大；其三，危險性大，人工測量時需要登高作業(yè)，安全系數(shù)低；其四，準確率低：人工測量及補償，難以避免過程錯誤。

目前沒有發(fā)現(xiàn)同本發(fā)明類似技術(shù)的說明或報道，也尚未收集到國內(nèi)外類似的資料。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決運載火箭艙段骨架手工裝配存在的偏差，以及目前鉆削點孔造成的損傷問題，本發(fā)明的目的在于提出一種無損的偏差測量及補償方法。利用本發(fā)明提出的方法，可以無損、高效、高精度的自動測量桁條周向偏差，并自動生成偏差數(shù)據(jù)文件，采用離線自動補償方法，直接生成最終鉆鉚程序，最大限度杜絕了人為因素影響。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種無損的偏差測量及補償方法，包括以下步驟：

步驟1）艙體骨架裝配；

步驟2）生成特征點測量程序；

步驟3）安裝紅外測量裝置；

步驟4）生成偏差數(shù)據(jù)；

步驟5）進行偏差數(shù)據(jù)離線自動補償；

步驟6）生成最終加工程序，進行自動鉆鉚。

優(yōu)選地，鉆鉚特征點位的設(shè)置采用分層選定模式，根據(jù)艙體中間框的層數(shù)確定，一般每相鄰兩中間框內(nèi)取2~4處，間隔根據(jù)中間框間距確定，以同時保證測量精度及測量效率。

優(yōu)選地，根據(jù)設(shè)置的特征點位，按其理論位置，采用自動鉆鉚工藝軟件，生成特征點測量程序，用于測量偏差。

優(yōu)選地，測量裝置采用無線藍牙結(jié)構(gòu)，其頭部為圓形接觸測頭，且測頭直徑應(yīng)大于桁條加強筋厚度，該裝置與自動鉆鉚設(shè)備內(nèi)（或外）鉆鉚執(zhí)行機構(gòu)接口匹配，能夠安裝固定。

優(yōu)選地，無線藍牙測量裝置采用觸碰式測量方式，快速輕微接觸，不會對產(chǎn)品造成損傷，精度在0.02mm以內(nèi)；在每處特征點，在桁條腹板兩側(cè)接觸，自動生成桁條偏差數(shù)據(jù)文件（即所在的實際周向位置）。

優(yōu)選地，采用離線自動補償方式，將測量得出的偏差數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入專用自動鉆鉚工藝軟件，生成最終的自動鉆鉚加工程序，可以直接用于產(chǎn)品加工。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的方法根據(jù)艙段的結(jié)構(gòu)特點，設(shè)計鉆鉚特征點位，采用無線藍牙測量裝置自動生成偏差數(shù)據(jù)文件，通過開發(fā)的自動鉆鉚工藝軟件直接將偏差數(shù)據(jù)文件離線處理，生成最終的鉆鉚加工程序。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的一種自動鉆鉚加工數(shù)據(jù)偏差測量及補償方法流程圖；

圖2為本發(fā)明實施例的市場上常用的無線藍牙測量裝置；

圖3為本發(fā)明實施例的偏差測量記錄頁面；

圖4為本發(fā)明實施例的自動鉆鉚專用工藝軟件界面。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。

本發(fā)明實施例的一種自動鉆鉚加工數(shù)據(jù)偏差測量及補償方法，如圖1所示，包括以下步驟：

步驟1）艙體骨架裝配；

步驟2）生成特征點測量程序；

步驟3）安裝紅外測量裝置；

步驟4）生成偏差數(shù)據(jù)；

步驟5）進行偏差數(shù)據(jù)離線自動補償；

步驟6）生成最終加工程序，進行自動鉆鉚。

根據(jù)艙體結(jié)構(gòu)特點及中間框高度間距，確定特征點測量位置，特征點理論位置生成偏差測量程序；將無線藍牙測量（圖2）裝置刀柄安裝在鉆鉚執(zhí)行機構(gòu)上，M21指令伸出測頭，然后A軸（周向）轉(zhuǎn)到桁條上，觸發(fā)測頭信號，捕獲當前的A軸坐標，M22指令縮回測頭；同一處在桁條腹板兩側(cè)測量各一次。以A軸角度來表述桁條的安裝位置偏差（圖3），多個點的測量形成偏差數(shù)據(jù)文件，該數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入自動鉆鉚工藝軟件（圖4），離線自動生成最終的鉆鉚加工程序。

以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。