CN113086238A - 一种基于基准孔孔位测量的自动制孔孔位在线修正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于基准孔孔位测量的自动制孔孔位在线修正方法，包括：选取设定间距的孔位作为测量的基准孔；对所有待测量的基准孔进行编号；选取每一个加工孔修正所参考的基准孔及编号，根据加工孔及基准孔坐标计算偏差修正系数；对基准孔孔位进行测量，计算基准孔实际位置和理论位置的偏差值；依据偏差值及偏差修正系数来修正中间加工孔位的理论孔位。该基于基准孔孔位测量的自动制孔孔位在线修正方法的目的是解决自动制孔过程中需要将实测数据导入离线编程系统进行孔位修正导致的操作繁琐、效率低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及飞机装配加工技术领域，具体涉及一种基于基准孔孔位测量的自动制孔孔位在线修正方法。
背景技术
航空产品自动化装配过程中，通常采用大型柔性定位工装对产品进行定位，并配合使用数控设备进行自动制孔，产品定位的准确性直接影响到制孔时的孔位精度，进而影响产品的装配质量。由于航空产品通常尺寸大，刚性小，误差累积环节多，待加工产品位置偏差大，因此仅仅依靠工装夹具对产品进行定位，难以保证孔位精度，需要借助测量系统对待加工产品进行再次测量定位，以提高装配时的制孔孔位精度。
在进行产品自动装配连接之前，首先在产品上预制一些位置准确的孔，作为装配定位基准孔；然后通过照相测量系统测量得到待加工产品装配基准孔的实际位置，并与设计理论位置进行比较，计算其定位偏差；最后基于基准孔的偏差对产品上其他待加工孔位的实际制孔位置进行修正。由于照相测量定位是对产品直接定位，减少了误差累积环节，提高了装配制孔的孔位精度。
使用工业相机对装配基准孔进行测量，是目前航空产品自动制孔经常采用的测量方法。该方法通过在设备末端执行器上安装工业相机，在执行制孔指令前，首先对装配定位基准孔进行测量，获得基准孔偏差数据，并将数据导入到离线编程系统，调用相应的孔位偏差修正算法，对待制孔孔位进行偏差调整。
目前使用工业相机进行测量后，需要将测量数据导入到离线编程系统，离线编程系统基于实测数据实现对理论制孔程序的修正，重新生成制孔程序，再次传输到控制设备进行制孔。该过程需要针对每一架次的产品实测数据进行程序的修正更新后进行下载及上传，操作繁琐，容易出错，且效率较低。
因此，发明人提供了一种基于基准孔孔位测量的自动制孔孔位在线修正方法。
发明内容
(1)要解决的技术问题
本发明实施例提供了一种基于基准孔孔位测量的自动制孔孔位在线修正方法，通过选取一定间距的孔位作为测量的基准孔，计算每个待修正加工孔的偏差修正系数，对基准孔进行孔位测量，得到基准孔的实际位置与理论位置的偏差，然后使用基准孔的位置偏差及偏差修正系数来修正中间加工孔位的理论孔位，解决了自动制孔过程中需要将实测数据导入离线编程系统进行孔位修正导致的操作繁琐、效率低的技术问题。
(2)技术方案
本发明的实施例提供了一种基于基准孔孔位测量的自动制孔孔位在线修正方法，该方法包括以下步骤：
选取设定间距的孔位作为测量的基准孔；
对所有待测量的基准孔进行编号；
选取每一个加工孔修正所参考的基准孔及编号，根据加工孔及基准孔坐标计算偏差修正系数；
对基准孔孔位进行测量，计算基准孔实际位置和理论位置的偏差值；
依据所述偏差值及偏差修正系数来修正中间加工孔位的理论孔位。
进一步地，所述选取设定间距的孔位作为测量的基准孔，具体为：
将两端的孔作为基准孔，在两端基准孔的中间位置存在多个加工孔。
进一步地，所述依据所述偏差值来修正中间加工孔位的理论孔位，具体为：
依据所述偏差值及所述偏差修正系数，计算当前孔位坐标偏差值，对所述加工孔位的坐标进行偏差修正。
进一步地，在所述选取每一个加工孔修正所参考的基准孔及编号，根据加工孔及基准孔坐标计算偏差修正系数后，还包括：
将所述编号、所述偏差修正系数输出到修正程序中。
进一步地，所述根据加工孔及基准孔坐标计算偏差修正系数，具体为：
在设定间距内，相邻基准孔之间的孔位，采用弦长代替弧长，用以计算所述偏差修正系数。
进一步地，所述偏差修正系数λ＝|P1Qi|/(|P1Qi|+|QiP2|)，其中，P1、P2表示基准孔，Qi表示待修正的某一个加工孔。
进一步地，所述偏差值分别为ΔxQ＝(1-λ)*ΔxP1+λ*ΔxP2，ΔyQ＝(1-λ)*ΔyP1+λ*ΔyP2，ΔzQ＝(1-λ)*ΔzP1+λ*ΔzP2。
(3)有益效果
综上，本发明通过选取一定间距的孔位作为测量的基准孔，对基准孔进行孔位测量，计算待加工孔的偏差修正系数，得到基准孔的实际位置与理论位置的偏差，然后使用基准孔的位置偏差及偏差修正系数来修正中间加工孔位的理论孔位。该修正方法解决了装配自动制孔过程中基准孔测量数据无法在线修正的问题，将理论模型与实测数据相结合的孔位在线补偿的方法，实现了加工孔的在线修正；无需频繁修改加工程序，能够根据不同产品实测基准孔偏差在线完成加工孔偏差修正；形成了测-调一体的加工孔位在线修正方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种基于基准孔孔位测量的自动制孔孔位在线修正方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种基于基准孔孔位测量的自动制孔孔位在线修正方法中的基准孔位的定义示意图；
图3是本发明实施例提供的一种基于基准孔孔位测量的自动制孔孔位在线修正方法中的孔位偏差修正计算的示意图。
图中：
1-基准孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例，在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参照附图并结合实施例来详细说明本申请。
图1是本发明实施例提供的一种基于基准孔孔位测量的自动制孔孔位在线修正方法的流程示意图，该方法包括以下步骤：
S1、选取设定间距的孔位作为测量的基准孔；
S2、对所有待测量的基准孔进行编号；
S3、选取每一个加工孔修正所参考的基准孔及编号，根据加工孔及基准孔坐标计算偏差修正系数；
S4、对基准孔孔位进行测量，计算基准孔实际位置和理论位置的偏差值；
S5、依据偏差值及偏差值修正系数来修正中间加工孔位的理论孔位。
在上述实施方式中，该修正方法通过选取一定间距的孔位作为测量的基准孔，计算待加工孔位的偏差修正系数，对基准孔进行孔位测量，得到基准孔的实际位置与理论位置的偏差，然后使用基准孔的位置偏差及偏差修正系数来修正中间加工孔位的理论孔位。该修正方法解决了装配自动制孔过程中基准孔测量数据无法在线修正的问题，将理论模型与实测数据相结合的孔位在线补偿的方法，实现了加工孔的在线修正；无需频繁修改加工程序，能够根据不同产品实测基准孔偏差在线完成加工孔偏差修正；形成了测-调一体的加工孔位在线修正方法。
在一些可选的实施例中，在步骤S1中，选取设定间距的孔位作为测量的基准孔，具体为：
将两端的孔作为基准孔，在两端基准孔的中间位置存在多个加工孔。
具体地，如图2所示，选择合适间距的孔位作为待测量的基准孔1，图中的“圆圈”表示基准孔，图中的“叉”表示普通制孔点，定义的基准孔应当都能够通过有效的测量得到其实际位置，通常首先将两端的孔作为基准孔，然后在中间合适的位置定义一些基准孔，以适应产品表面曲率的变化，提高孔位修正的精度。
具体地，为所有待测量的基准孔定义编号，作为基准孔的唯一标识，确保编号值为正整数且唯一。
在一些可选的实施例中，在步骤S5中，依据偏差值来修正中间加工孔位的理论孔位，具体为：
依据偏差值及偏差修正系数，计算当前孔位坐标偏差值，对加工孔位的坐标进行偏差修正。
具体地，基准孔1的实际位置进行测量，得到基准孔1的实际位置与理论位置偏差，并记录偏差值与对应的基准孔编号。
在一些可选的实施例中，在步骤S3，在选取每一个加工孔修正所参考的基准孔及编号，根据加工孔及基准孔坐标计算偏差修正系数后，还包括：
将编号、偏差修正系数输出到修正程序中。
在一些可选的实施例中，在步骤S3中，根据加工孔及基准孔坐标计算偏差修正系数，具体为：
在设定间距内，相邻基准孔之间的孔位，采用弦长代替弧长，用以计算偏差修正系数。
在一些可选的实施例中，偏差修正系数λ＝|P1Qi|/(|P1Qi|+|QiP2|)，其中，P1、Qi、P2为弦长上的三个不同的点，P1、P2表示基准孔，Qi表示待修正的某一个加工孔。
在一些可选的实施例中，如图3所示，偏差值分别为ΔxQ＝(1-λ)*ΔxP1+λ*ΔxP2，ΔyQ＝(1-λ)*ΔyP1+λ*ΔyP2，ΔzQ＝(1-λ)*ΔzP1+λ*ΔzP2。
需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。
以上仅为本申请的实施例而已，并不限制于本申请。在不脱离本发明的范围的情况下对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围内。
Claims (7)
1.一种基于基准孔孔位测量的自动制孔孔位在线修正方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
选取设定间距的孔位作为测量的基准孔；
对所有待测量的基准孔进行编号；
选取每一个加工孔修正所参考的基准孔及编号，根据加工孔及基准孔坐标计算偏差修正系数；
对基准孔孔位进行测量，计算基准孔实际位置和理论位置的偏差值；
依据所述偏差值及所述偏差修正系数来修正中间加工孔位的理论孔位。
2.根据权利要求1所述的基于基准孔孔位测量的自动制孔孔位在线修正方法，其特征在于，所述选取设定间距的孔位作为测量的基准孔，具体为：
将两端的孔作为基准孔，在两端基准孔的中间位置存在多个加工孔。
3.根据权利要求1所述的基于基准孔孔位测量的自动制孔孔位在线修正方法，其特征在于，所述依据所述偏差值来修正中间加工孔位的理论孔位，具体为：
依据所述偏差值及所述偏差修正系数，计算当前孔位坐标偏差值，对所述加工孔位的坐标进行偏差修正。
4.根据权利要求1所述的基于基准孔孔位测量的自动制孔孔位在线修正方法，其特征在于，在所述选取每一个加工孔修正所参考的基准孔及编号，根据加工孔及基准孔坐标计算偏差修正系数后，还包括：
将所述编号、所述偏差修正系数输出到修正程序中。
5.根据权利要求1所述的基于基准孔孔位测量的自动制孔孔位在线修正方法，其特征在于，所述根据加工孔及基准孔坐标计算偏差修正系数，具体为：
在设定间距内，相邻基准孔之间的孔位，采用弦长代替弧长，用以计算所述偏差修正系数。
6.根据权利要求5所述的基于基准孔孔位测量的自动制孔孔位在线修正方法，其特征在于，所述偏差修正系数λ＝|P1Qi|/(|P1Qi|+|QiP2|)，其中，P1、P2表示基准孔，Qi表示待修正的某一个加工孔。
7.根据权利要求6所述的基于基准孔孔位测量的自动制孔孔位在线修正方法，其特征在于，所述偏差值分别为ΔxQ＝(1-λ)*ΔxP1+λ*ΔxP2，ΔyQ＝(1-λ)*ΔyP1+λ*ΔyP2，ΔzQ＝(1-λ)*ΔzP1+λ*ΔzP2。
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