CN106002779A - 一种飞机蒙皮柔性定位单元及其定位方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种飞机蒙皮柔性定位单元其定位方法，可以实施对飞机蒙皮外形的柔性定位。包括框架、吸附单元、卡板；将一个吸附单元上的吸盘与外接抽真空回路连接，调整吸附单元位置，直至所有吸附单元位置确定。将飞机蒙皮贴合到已调整到位的所有吸附单元的吸盘上，蒙皮紧密吸附在吸盘上完成蒙皮定位。本申请利用真空吸附原理，实现了定位单元在飞机壁板蒙皮的空间曲面调整对飞机壁板蒙皮的定位装配具有普遍适用性。

Description

一种飞机蒙皮柔性定位单元及其定位方法

技术领域

本申请涉及飞机部件的装配制造技术，特别是一种飞机蒙皮柔性定位单元及其定位方法。

背景技术

飞机装配过程中，壁板安装定位精度较高，特别是对外形、定位孔、净边均需控制，一般定位时采用定位卡板定位，多站位多截面外形形成完整的壁板蒙皮外形以达到定位的目的，定位卡板由激光跟踪仪进行安装，这种卡板加工需要完整的数控曲面，加工成本较高，可调整性基本为零；同时，为了使蒙皮贴紧卡板理论外形，需要设置数量不等的压紧件，这种压紧件一般安装在内卡板上或外卡板在蒙皮边缘处，设置方式也具有唯一性；所以，一般为专用壁板装配型架对应专用卡板实现壁板的定位装配。

随着工装定位技术的发展，传统卡板定位式的壁板工装在加工成本、可重复利用性、可调性均无较大改进可能，急需设计一种适合减少加工成本、具有可重复利用性质、具有柔性可调性的新的壁板蒙皮外形定位方式来解决飞机壁板的定位装配方式。

发明内容

本申请的目的是提供一种飞机蒙皮柔性定位单元其定位方法，可以实施对飞机蒙皮外形的柔性定位。

为达到以上目的，本申请采取如下技术方案予以实现：

一种飞机蒙皮柔性定位单元包括框架、吸附单元、卡板；框架为矩形框结构，并垂直于地面放置，卡板按飞机壁板轴线间距设置并固定在框架上，多个吸附单元安装在每块卡板侧面，吸附单元包括吸盘、旋转接头、定位叉子、安装支座、定位板；吸盘带有柱塞阀；旋转接头一端连接吸盘，并可带动吸盘在平面内旋转，其顶部设有抽真空回路与吸盘相通的通孔，旋转接头另一端与定位叉子用销轴连接；定位支座为叉耳结构，固定在卡板侧面，两个叉耳上开有导向孔，定位叉子穿过导向孔固定在定位支座上，定位叉子在两个叉耳之间设有弹簧；定位板上设有三个测量点，使用时定位板吸附在吸盘上，用于精确定位吸盘位置。

使用该飞机蒙皮柔性定位单元进行定位，包括以下步骤：

1)在理论数模上，将吸盘中心点投影在飞机壁板蒙皮外形上，以该投影点的位置求出蒙皮外形曲面的切平面；

2)将一个吸附单元上的吸盘与外接抽真空回路连接，并启动抽真空设备；

3)将定位板吸附在步骤2所述的吸盘上，定位板的测量点的孔避开吸附区域；

4)测量定位板上的三个测量点的孔位坐标值；

5)将三个测量点坐标点值拟合成一个实测平面；

6)将该实测平面与蒙皮外形切平面对比并不停的调整定位板位置，直到实测平面与蒙皮外形切平面最终重合；

7)取下定位板，确定一个吸附单元的安装位置。

8)将定位板吸附在另一个吸附单元的吸盘上，重复步骤1)—7)，直至所有吸附单位位置确定。

9)将飞机蒙皮贴合到已调整到位的所有吸附单元的吸盘上，直至柱塞阀打开，蒙皮紧密吸附在吸盘上完成蒙皮定位。

本申请利用真空吸附原理，实现了定位单元在飞机壁板蒙皮的空间曲面调整，实现了壁板理论外形的准确形成和精密定位装配，同时具有加工成本低、可重复利用性质和柔性可调性的特点，对飞机壁板蒙皮的定位装配具有普遍适用性。

以下结合附图及实施例对本申请作进一步的详细描述。

附图说明

图1柔性定位单元组成图；

图2吸附单元结构组成图；

图3吸附单元结构图；

图4定位支座结构图；

图5定位叉子结构图

图6旋转接头结构图

图7吸附单元调整原理图。

图1～图7中：1、蒙皮；2、框架；3、吸附单元；4、卡板；5、吸盘；6、旋转接头；7、定位叉子；8、轴销；9、定位支座；10、挡圈；11、弹簧；12、螺母；13、平垫圈；14、直管接头；15、外接抽真空回路；16、底板；17、导向支板；18、锁紧支板；19、导向孔；20、锁紧孔；21、螺杆；22、导向杆；23、叉子；24、转轴孔；25、转接块；26、旋转孔；27、直管接头安装孔；28、吸盘安装孔；29、定位板；30、测量点；31、吸盘中心。

具体实施方式

参见图1～图7，飞机蒙皮柔性定位单元包括框架2、吸附单元3、卡板4；框架2为矩形框结构，并垂直于地面放置，卡板4按飞机壁板轴线间距设置并固定在框架2上，多个吸附单元3安装在每块卡板4侧面，吸附单元3包括吸盘5、旋转接头6、定位叉子7、定位支座9、定位板29；吸盘5带有柱塞阀；旋转接头6一端连接吸盘5，并可带动吸盘5在平面内旋转，其顶部设有抽真空回路与吸盘5相通的通孔，旋转接头6另一端与定位叉子7用销轴8连接；定位支座9为叉耳结构，固定在卡板4侧面，两个叉耳上开有导向孔19，定位叉子7穿过导向孔19固定在定位支座9上，定位叉子7在两个叉耳之间设有弹簧11；定位板29上设有三个测量点，使用时定位板29吸附在吸盘5上，用于精确定位吸盘5位置。

在具体应用中，针对的是飞机壁板蒙皮1的定位安装，卡板4按飞机壁板蒙皮1的轴线间距设置并固定在框架2上，吸附单元3按照壁板蒙皮1的外形控制要素布置并安装在卡板4侧面，定位板29吸附在吸附单元3的吸盘5上；吸附单元3由吸盘5、旋转接头6、定位叉子7、销轴8、定位支座9、挡圈10、弹簧11、螺母12、平垫圈13、直管接头14、外接抽真空回路15等组成；吸盘5为带柱塞阀的吸盘，吸盘5和直管接头14沿垂直方向螺接在旋转接头6上，定位叉子7与吸盘5同方向通过轴销8与旋转接头6叉接，定位叉子7插入装在定位支座9的导向孔19和锁紧孔20，在定位支座9的导向支板17和锁紧支板18之间定位叉子7的螺杆21上设置挡圈10和弹簧11，挡圈10靠近定位叉子7的导向杆22，定位叉子7的螺杆21端头通过螺母12和平垫圈13将定位叉子7固定在定位支座9上；如图4所示，定位支座9由底板16、导向支板17、锁紧支板18、导向孔19、锁紧孔20组成，17导向支板和锁紧支板18平行设置在底板16垂直面上，导向支板17设置导向孔19，导向孔19为与导向杆22配合的方形孔，锁紧支板18设置锁紧孔20，锁紧孔20为螺杆21的通过孔，导向孔19和锁紧孔20同心。如图5所示，定位叉子7由螺杆21、导向杆22、叉子23、转轴孔24组成，导向杆22为方形杆结构，导向杆22一端为螺杆21，一端为叉子23，叉子23上设置与轴销8配合的转轴孔24。如图6所示，旋转接头6由转接块25、旋转孔26、直管接头安装孔27、吸盘安装孔28组成，转接块25为长方体结构，相互垂直的两个面分别设置直管接头安装孔27和吸盘安装孔28，两孔相互连通，在两孔的垂直面后端上设置与两孔不连通的旋转孔26；定位板29为圆平板，上面沿圆心在板边缘设置三个均布的安装孔，孔的位置需超出吸盘5最大吸附半径，每个孔对应一个激光跟踪仪测量点30；多组吸附单元3形成点阵蒙皮1理论外形，吸附单元3通过螺母12调节吸盘5前后位置，通过旋转接头6实现吸盘5绕销轴8的转动。

具体定位方法如下：

1)在理论数模上，将吸盘中心31点投影在飞机壁板蒙皮1外形上，以该投影点的位置求出蒙皮外形曲面的切平面；

2)将一个吸附单元3上的吸盘5与外接抽真空回路连接，并启动抽真空设备；

3)将定位板29吸附在步骤2所述的吸盘5上，定位板29的测量点30的孔避开吸附区域；

4)测量定位板29上的三个测量点30的孔位坐标值；

5)将三个测量点30坐标点值拟合成一个实测平面；

6)将该实测平面与蒙皮外形切平面对比并不停的调整定位板29位置，直到实测平面与蒙皮外形切平面最终重合；

7)取下定位板29，确定一个吸附单元3的安装位置。

8)将定位板29吸附在另一个吸附单元3的吸盘5上，重复步骤1)—7)，直至所有吸附单元3位置确定。

9)将飞机蒙皮贴合到已调整到位的所有吸附单元3的吸盘5上，直至柱塞阀打开，蒙皮紧密吸附在吸盘5上完成蒙皮定位。

Claims (2)

1.一种飞机蒙皮柔性定位单元包括框架、吸附单元、卡板；所述框架为矩形框结构，并垂直于地面放置，卡板按飞机壁板轴线间距设置并固定在框架上，多个吸附单元安装在每块卡板侧面，吸附单元包括吸盘、旋转接头、定位叉子、定位支座、定位板；吸盘带有柱塞阀；旋转接头一端连接吸盘，并可带动吸盘在平面内旋转，其顶部设有抽真空回路与吸盘相通的通孔，旋转接头另一端与定位叉子用销轴连接；定位支座为叉耳结构，固定在卡板侧面，两个叉耳上开有导向孔，定位叉子穿过导向孔固定在定位支座上，定位叉子在两个叉耳之间设有弹簧；定位板上设有三个测量点，使用时定位板吸附在吸盘上，用于精确定位吸盘位置。

2.使用权利要求1所述的飞机蒙皮柔性定位单元进行定位的方法，包括以下步骤：

1)在理论数模上，将吸盘中心点投影在飞机壁板蒙皮外形上，以该投影点的位置求出蒙皮外形曲面的切平面；

2)将一个吸附单元上的吸盘与外接抽真空回路连接，并启动抽真空设备；

3)将定位板吸附在步骤2所述的吸盘上，定位板的测量点的孔避开吸附区域；

4)测量定位板上的三个测量点的孔位坐标值；

5)将三个测量点坐标点值拟合成一个实测平面；

6)将该实测平面与蒙皮外形切平面对比并不停的调整定位板位置，直到实测平面与蒙皮外形切平面最终重合；

7)取下定位板，确定一个吸附单元的安装位置。

8)将定位板吸附在另一个吸附单元的吸盘上，重复步骤1)—7)，直至所有吸附单位位置确定。

9)将飞机蒙皮贴合到已调整到位的所有吸附单元的吸盘上，直至柱塞阀打开，蒙皮紧密吸附在吸盘上完成蒙皮定位。