一種飛機蒙皮柔性定位單元及其定位方法
【專利摘要】本申請提供了一種飛機蒙皮柔性定位單元其定位方法，可以實施對飛機蒙皮外形的柔性定位。包括框架、吸附單元、卡板；將一個吸附單元上的吸盤與外接抽真空回路連接，調整吸附單元位置，直至所有吸附單元位置確定。將飛機蒙皮貼合到已調整到位的所有吸附單元的吸盤上，蒙皮緊密吸附在吸盤上完成蒙皮定位。本申請利用真空吸附原理，實現了定位單元在飛機壁板蒙皮的空間曲面調整對飛機壁板蒙皮的定位裝配具有普遍適用性。
【專利說明】
一種飛機蒙皮柔性定位單元及其定位方法
技術領域
[0001]本申請涉及飛機部件的裝配制造技術，特別是一種飛機蒙皮柔性定位單元及其定位方法。
【背景技術】
[0002]飛機裝配過程中，壁板安裝定位精度較高，特別是對外形、定位孔、凈邊均需控制，一般定位時采用定位卡板定位，多站位多截面外形形成完整的壁板蒙皮外形以達到定位的目的，定位卡板由激光跟蹤儀進行安裝，這種卡板加工需要完整的數控曲面，加工成本較高，可調整性基本為零；同時，為了使蒙皮貼緊卡板理論外形，需要設置數量不等的壓緊件，這種壓緊件一般安裝在內卡板上或外卡板在蒙皮邊緣處，設置方式也具有唯一性;所以，一般為專用壁板裝配型架對應專用卡板實現壁板的定位裝配。
[0003]隨著工裝定位技術的發展，傳統卡板定位式的壁板工裝在加工成本、可重復利用性、可調性均無較大改進可能，急需設計一種適合減少加工成本、具有可重復利用性質、具有柔性可調性的新的壁板蒙皮外形定位方式來解決飛機壁板的定位裝配方式。
【發明內容】
[0004]本申請的目的是提供一種飛機蒙皮柔性定位單元其定位方法，可以實施對飛機蒙皮外形的柔性定位。
[0005]為達到以上目的，本申請采取如下技術方案予以實現:
[0006]—種飛機蒙皮柔性定位單元包括框架、吸附單元、卡板;框架為矩形框結構，并垂直于地面放置，卡板按飛機壁板軸線間距設置并固定在框架上，多個吸附單元安裝在每塊卡板側面，吸附單元包括吸盤、旋轉接頭、定位叉子、安裝支座、定位板;吸盤帶有柱塞閥;旋轉接頭一端連接吸盤，并可帶動吸盤在平面內旋轉，其頂部設有抽真空回路與吸盤相通的通孔，旋轉接頭另一端與定位叉子用銷軸連接;定位支座為叉耳結構，固定在卡板側面，兩個叉耳上開有導向孔，定位叉子穿過導向孔固定在定位支座上，定位叉子在兩個叉耳之間設有彈簧;定位板上設有三個測量點，使用時定位板吸附在吸盤上，用于精確定位吸盤位置。
[0007]使用該飛機蒙皮柔性定位單元進行定位，包括以下步驟:
[0008]I)在理論數模上，將吸盤中心點投影在飛機壁板蒙皮外形上，以該投影點的位置求出蒙皮外形曲面的切平面；
[0009]2)將一個吸附單元上的吸盤與外接抽真空回路連接，并啟動抽真空設備；
[0010]3)將定位板吸附在步驟2所述的吸盤上，定位板的測量點的孔避開吸附區域；
[0011 ] 4)測量定位板上的三個測量點的孔位坐標值；
[0012]5)將三個測量點坐標點值擬合成一個實測平面；
[0013]6)將該實測平面與蒙皮外形切平面對比并不停的調整定位板位置，直到實測平面與蒙皮外形切平面最終重合；
[0014]7)取下定位板，確定一個吸附單元的安裝位置。
[0015]8)將定位板吸附在另一個吸附單元的吸盤上，重復步驟I) 一 7)，直至所有吸附單位位置確定。
[0016]9)將飛機蒙皮貼合到已調整到位的所有吸附單元的吸盤上，直至柱塞閥打開，蒙皮緊密吸附在吸盤上完成蒙皮定位。
[0017]本申請利用真空吸附原理，實現了定位單元在飛機壁板蒙皮的空間曲面調整，實現了壁板理論外形的準確形成和精密定位裝配，同時具有加工成本低、可重復利用性質和柔性可調性的特點，對飛機壁板蒙皮的定位裝配具有普遍適用性。
[0018]以下結合附圖及實施例對本申請作進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0019]圖1柔性定位單元組成圖；
[0020]圖2吸附單元結構組成圖；
[0021 ]圖3吸附單元結構圖；
[0022]圖4定位支座結構圖；
[0023]圖5定位叉子結構圖
[0024]圖6旋轉接頭結構圖
[0025]圖7吸附單元調整原理圖。
[0026]圖1?圖7中:1、蒙皮;2、框架;3、吸附單元;4、卡板;5、吸盤;6、旋轉接頭;7、定位叉子;8、軸銷;9、定位支座；10、擋圈；11、彈簧；12、螺母；13、平墊圈；14、直管接頭；15、外接抽真空回路；16、底板；17、導向支板；18、鎖緊支板；19、導向孔;20、鎖緊孔;21、螺桿;22、導向桿;23、叉子;24、轉軸孔;25、轉接塊;26、旋轉孔;27、直管接頭安裝孔;28、吸盤安裝孔;29、定位板;30、測量點;31、吸盤中心。
【具體實施方式】
[0027]參見圖1?圖7，飛機蒙皮柔性定位單元包括框架2、吸附單元3、卡板4;框架2為矩形框結構，并垂直于地面放置，卡板4按飛機壁板軸線間距設置并固定在框架2上，多個吸附單元3安裝在每塊卡板4側面，吸附單元3包括吸盤5、旋轉接頭6、定位叉子7、定位支座9、定位板29;吸盤5帶有柱塞閥；旋轉接頭6—端連接吸盤5，并可帶動吸盤5在平面內旋轉，其頂部設有抽真空回路與吸盤5相通的通孔，旋轉接頭6另一端與定位叉子7用銷軸8連接;定位支座9為叉耳結構，固定在卡板4側面，兩個叉耳上開有導向孔19，定位叉子7穿過導向孔19固定在定位支座9上，定位叉子7在兩個叉耳之間設有彈簧11;定位板29上設有三個測量點，使用時定位板29吸附在吸盤5上，用于精確定位吸盤5位置。
[0028]在具體應用中，針對的是飛機壁板蒙皮I的定位安裝，卡板4按飛機壁板蒙皮I的軸線間距設置并固定在框架2上，吸附單元3按照壁板蒙皮I的外形控制要素布置并安裝在卡板4側面，定位板29吸附在吸附單元3的吸盤5上；吸附單元3由吸盤5、旋轉接頭6、定位叉子7、銷軸8、定位支座9、擋圈10、彈簧11、螺母12、平墊圈13、直管接頭14、外接抽真空回路15等組成;吸盤5為帶柱塞閥的吸盤，吸盤5和直管接頭14沿垂直方向螺接在旋轉接頭6上，定位叉子7與吸盤5同方向通過軸銷8與旋轉接頭6叉接，定位叉子7插入裝在定位支座9的導向孔19和鎖緊孔20，在定位支座9的導向支板17和鎖緊支板18之間定位叉子7的螺桿21上設置擋圈10和彈簧11，擋圈10靠近定位叉子7的導向桿22，定位叉子7的螺桿21端頭通過螺母12和平墊圈13將定位叉子7固定在定位支座9上;如圖4所示，定位支座9由底板16、導向支板17、鎖緊支板18、導向孔19、鎖緊孔20組成，17導向支板和鎖緊支板18平行設置在底板16垂直面上，導向支板17設置導向孔19，導向孔19為與導向桿22配合的方形孔，鎖緊支板18設置鎖緊孔20，鎖緊孔20為螺桿21的通過孔，導向孔19和鎖緊孔20同心。如圖5所示，定位叉子7由螺桿21、導向桿22、叉子23、轉軸孔24組成，導向桿22為方形桿結構，導向桿22—端為螺桿21，一端為叉子23，叉子23上設置與軸銷8配合的轉軸孔24。如圖6所示，旋轉接頭6由轉接塊25、旋轉孔26、直管接頭安裝孔27、吸盤安裝孔28組成，轉接塊25為長方體結構，相互垂直的兩個面分別設置直管接頭安裝孔27和吸盤安裝孔28，兩孔相互連通，在兩孔的垂直面后端上設置與兩孔不連通的旋轉孔26;定位板29為圓平板，上面沿圓心在板邊緣設置三個均布的安裝孔，孔的位置需超出吸盤5最大吸附半徑，每個孔對應一個激光跟蹤儀測量點30;多組吸附單元3形成點陣蒙皮I理論外形，吸附單元3通過螺母12調節吸盤5前后位置，通過旋轉接頭6實現吸盤5繞銷軸8的轉動。
[0029]具體定位方法如下:
[0030]I)在理論數模上，將吸盤中心31點投影在飛機壁板蒙皮I外形上，以該投影點的位置求出蒙皮外形曲面的切平面；
[0031]2)將一個吸附單元3上的吸盤5與外接抽真空回路連接，并啟動抽真空設備；
[0032]3)將定位板29吸附在步驟2所述的吸盤5上，定位板29的測量點30的孔避開吸附區域；
[0033I 4)測量定位板29上的三個測量點30的孔位坐標值；
[0034]5)將三個測量點30坐標點值擬合成一個實測平面；
[0035]6)將該實測平面與蒙皮外形切平面對比并不停的調整定位板29位置，直到實測平面與蒙皮外形切平面最終重合；
[0036]7)取下定位板29，確定一個吸附單元3的安裝位置。
[0037]8)將定位板29吸附在另一個吸附單元3的吸盤5上，重復步驟I) 一7)，直至所有吸附單元3位置確定。
[0038]9)將飛機蒙皮貼合到已調整到位的所有吸附單元3的吸盤5上，直至柱塞閥打開，蒙皮緊密吸附在吸盤5上完成蒙皮定位。
【主權項】
1.一種飛機蒙皮柔性定位單元包括框架、吸附單元、卡板;所述框架為矩形框結構，并垂直于地面放置，卡板按飛機壁板軸線間距設置并固定在框架上，多個吸附單元安裝在每塊卡板側面，吸附單元包括吸盤、旋轉接頭、定位叉子、定位支座、定位板;吸盤帶有柱塞閥；旋轉接頭一端連接吸盤，并可帶動吸盤在平面內旋轉，其頂部設有抽真空回路與吸盤相通的通孔，旋轉接頭另一端與定位叉子用銷軸連接;定位支座為叉耳結構，固定在卡板側面，兩個叉耳上開有導向孔，定位叉子穿過導向孔固定在定位支座上，定位叉子在兩個叉耳之間設有彈簧;定位板上設有三個測量點，使用時定位板吸附在吸盤上，用于精確定位吸盤位置。2.使用權利要求1所述的飛機蒙皮柔性定位單元進行定位的方法，包括以下步驟: 1)在理論數模上，將吸盤中心點投影在飛機壁板蒙皮外形上，以該投影點的位置求出蒙皮外形曲面的切平面； 2)將一個吸附單元上的吸盤與外接抽真空回路連接，并啟動抽真空設備； 3)將定位板吸附在步驟2所述的吸盤上，定位板的測量點的孔避開吸附區域； 4)測量定位板上的三個測量點的孔位坐標值； 5)將三個測量點坐標點值擬合成一個實測平面； 6)將該實測平面與蒙皮外形切平面對比并不停的調整定位板位置，直到實測平面與蒙皮外形切平面最終重合； 7)取下定位板，確定一個吸附單元的安裝位置。 8)將定位板吸附在另一個吸附單元的吸盤上，重復步驟I)一7)，直至所有吸附單位位置確定。 9)將飛機蒙皮貼合到已調整到位的所有吸附單元的吸盤上，直至柱塞閥打開，蒙皮緊密吸附在吸盤上完成蒙皮定位。
【文檔編號】B25B11/02GK106002779SQ201610512786
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月1日
【發明人】王敏, 王守川, 韋曉峰
【申請人】中航飛機股份有限公司西安飛機分公司