CN106767397B

CN106767397B - 自动钻铆加工数据偏差测量及补偿方法

Info

Publication number: CN106767397B
Application number: CN201611039136.9A
Authority: CN
Inventors: 梁莹
Original assignee: Shanghai Space Precision Machinery Research Institute
Current assignee: Shanghai Space Precision Machinery Research Institute
Priority date: 2016-11-21
Filing date: 2016-11-21
Publication date: 2020-01-21
Anticipated expiration: 2036-11-21
Also published as: CN106767397A

Abstract

本发明公开了一种自动钻铆加工数据偏差测量及补偿方法，该方法采用无线蓝牙测量装置固定在自动钻铆设备机构上，针对钻铆特征点位，通过测量桁条腹板两侧的周向位置角度，生成偏差数据文件，经离线数据补偿，生成最终的钻铆加工程序。本方法测量精度高，测量效率高，实现无损测量，并在离线模式下进行偏差的自动补偿，能够保证补偿的准确度，解决手工装配带来的加工偏差。

Description

自动钻铆加工数据偏差测量及补偿方法

技术领域

本发明涉及运载火箭舱段自动钻铆加工装配技术领域，具体是一种自动钻铆加工数据偏差测量及补偿方法，能够实现舱段桁条的周向偏差无损测量与离线自动补偿。

背景技术

目前世界各国航空航天工业发达国家都已广泛采用自动钻铆技术。国外铆接装配技术几十年的应用表明，采用自动钻铆机后装配效率至少比手工铆接装配提高10倍，并能节约安装成本，改善劳动条件，更主要的是能够确保安装质量，大大减少人为因素造成的缺陷。现在采用自动钻铆机已成为改善飞行器性能的主要工艺措施之一。

自动钻铆设备采用先进的数控技术完成对整体舱段的骨架（框及桁条）和蒙皮进行定位、装夹、扩孔、送钉、铆接等工艺过程；采用对舱体铆接工艺的数字化技术，实现工艺规划、加工编程的全自动化。

目前，舱段的骨架装配仍采用手工模式，存在以下问题：1）手工装配，存在装配偏差（±1mm）；2）钣金零件本身成形精度低，最大可达3~5mm；3）零件间的配合存在强迫装配，使强度较小方位置发生变化。上述问题产生的零件精度及装配偏差问题，导致自动钻铆加工时，无法直接运行自动钻铆程序，必须进行偏差测量补偿后方可进行加工。

传统的偏差测量方式采用钻头点孔或者制作弹性点孔工装运行钻孔程序，根据孔位测量数据得出偏差值，再将偏差值通过人工补偿到原始数据中。采用上述测量及补偿方式，其一，对桁条表面造成损伤，在骨架圆度较差时，点孔将贯穿桁条，后续补偿时将造成腰型孔，影响连接强度；其二，效率低，点孔后需要人工测量记录数据，工作量大；其三，危险性大，人工测量时需要登高作业，安全系数低；其四，准确率低：人工测量及补偿，难以避免过程错误。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

为了解决运载火箭舱段骨架手工装配存在的偏差，以及目前钻削点孔造成的损伤问题，本发明的目的在于提出一种无损的偏差测量及补偿方法。利用本发明提出的方法，可以无损、高效、高精度的自动测量桁条周向偏差，并自动生成偏差数据文件，采用离线自动补偿方法，直接生成最终钻铆程序，最大限度杜绝了人为因素影响。

本发明通过以下技术方案实现：一种无损的偏差测量及补偿方法，包括以下步骤：

步骤1）舱体骨架装配；

步骤2）生成特征点测量程序；

步骤3）安装红外测量装置；

步骤4）生成偏差数据；

步骤5）进行偏差数据离线自动补偿；

步骤6）生成最终加工程序，进行自动钻铆。

优选地，钻铆特征点位的设置采用分层选定模式，根据舱体中间框的层数确定，一般每相邻两中间框内取2~4处，间隔根据中间框间距确定，以同时保证测量精度及测量效率。

优选地，根据设置的特征点位，按其理论位置，采用自动钻铆工艺软件，生成特征点测量程序，用于测量偏差。

优选地，测量装置采用无线蓝牙结构，其头部为圆形接触测头，且测头直径应大于桁条加强筋厚度，该装置与自动钻铆设备内（或外）钻铆执行机构接口匹配，能够安装固定。

优选地，无线蓝牙测量装置采用触碰式测量方式，快速轻微接触，不会对产品造成损伤，精度在0.02mm以内；在每处特征点，在桁条腹板两侧接触，自动生成桁条偏差数据文件（即所在的实际周向位置）。

优选地，采用离线自动补偿方式，将测量得出的偏差数据文件导入专用自动钻铆工艺软件，生成最终的自动钻铆加工程序，可以直接用于产品加工。

与现有技术相比，本发明的方法根据舱段的结构特点，设计钻铆特征点位，采用无线蓝牙测量装置自动生成偏差数据文件，通过开发的自动钻铆工艺软件直接将偏差数据文件离线处理，生成最终的钻铆加工程序。

附图说明

图1为本发明实施例的一种自动钻铆加工数据偏差测量及补偿方法流程图；

图2为本发明实施例的市场上常用的无线蓝牙测量装置；

图3为本发明实施例的偏差测量记录页面；

图4为本发明实施例的自动钻铆专用工艺软件界面。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明实施例的一种自动钻铆加工数据偏差测量及补偿方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1）舱体骨架装配；

步骤2）生成特征点测量程序；

步骤3）安装红外测量装置；

步骤4）生成偏差数据；

步骤5）进行偏差数据离线自动补偿；

步骤6）生成最终加工程序，进行自动钻铆。

根据舱体结构特点及中间框高度间距，确定特征点测量位置，特征点理论位置生成偏差测量程序；将无线蓝牙测量（图2）装置刀柄安装在钻铆执行机构上，M21指令伸出测头，然后A轴（周向）转到桁条上，触发测头信号，捕获当前的A轴坐标，M22指令缩回测头；同一处在桁条腹板两侧测量各一次。以A轴角度来表述桁条的安装位置偏差（图3），多个点的测量形成偏差数据文件，该数据文件导入自动钻铆工艺软件（图4），离线自动生成最终的钻铆加工程序。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims

1.一种自动钻铆加工数据偏差测量及补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）舱体骨架装配；

步骤2）生成特征点测量程序；

步骤3）安装红外测量装置；

采用无线蓝牙装置安装在钻铆执行机构上，测头直径应大于桁条加强筋厚度，采用触碰式测量;

步骤4）生成偏差数据；

M21指令伸出测头，然后A轴转到桁条上，触发测头信号，捕获当前的A轴坐标，M22指令缩回测头；同一处在桁条腹板两侧测量各一次，以A轴角度来表述桁条的安装位置偏差,多个点的测量形成偏差数据文件；

步骤5）进行偏差数据离线自动补偿；

步骤6）生成最终加工程序，进行自动钻铆。

2.根据权利要求1所述的自动钻铆加工数据偏差测量及补偿方法，其特征在于，所述特征点采用分层选定模式，每层点位取2~4处。

3.根据权利要求1所述的自动钻铆加工数据偏差测量及补偿方法，其特征在于，所述步骤2）中特征点测量程序可采用自动钻铆工艺软件生成。

4.根据权利要求1所述的自动钻铆加工数据偏差测量及补偿方法，其特征在于，所述步骤6）偏差数据经自动钻铆工艺软件可自动生成最终加工程序，生成方式为离线模式。