CN115431129A - 口盖类零件余量修配辅助装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及飞机装配制造领域，具体涉及一种口盖类零件余量修配辅助装置。通过本发明解决了口盖类零件装配余量打磨量和打磨位置确定困难的问题，是数字化测量技术、虚拟装配技术和光学投影技术的一次融合创新，提高了传统手工画线的精度，减少了反复拆装的过程，明显降低了劳动强度，在保证间隙合格的前提下，兼顾了对阶差的控制，是新一代飞机气动外形控制的重要手段。

Description

口盖类零件余量修配辅助装置
技术领域
本发明涉及飞机装配制造领域，具体涉及一种口盖类零件余量修配辅助装置。
背景技术
新一代飞机对气动外形的要求有较大提高，其中外表面的蒙皮或口盖对缝间隙对飞机性能的影响较大，在飞机装配现场仍然采用手工画线确定余量和打磨的方法保证间隙公差，这种方法有很多弊端，具体如下：
1.口盖类零件是安装在一个尺寸线封闭的结构或蒙皮下陷中，口盖一般是周边留余量，造成带余量的口盖外廓尺寸大于封闭结构的尺寸，无法准确确定打磨位置和打磨量；
2.口该类零件修合需要反复多次，费时费力，而且缺少准确的定位基准，重复定位精度低，易出现定位基准浮动造成的画线误差累积；
3.在有余量状态，口盖类零件是搭接的装配状态，实际是对接，搭接的状态无法检查曲面对接处的阶差，会造成打磨后的边缘形状符合要求，但口盖的曲面轮廓阶差大造成超差，根本原因还是缺少定位基准；
4.零件厂的制造精度和装配误差不满足净尺寸交付的条件，现场打磨属于修配，会占用宝贵的生产时间。
发明内容
针对上述问题，需要设计一种能够高效精准的提供口盖类零件余量打磨位置和打磨量信息的辅助装置，提高手工打磨的效率和飞机质量。
本发明的技术方案如下：
口盖类零件余量修配辅助装置，包括数字化测量设备、光学投影设备、定位靶标点、定位工装、定位相机、三脚架、信息化系统、数据线和网线。
数字化测量设备用于获取口盖类零件和与口盖类零件配合处的口框零件的三维数字化点云数据；光学投影设备用于将打磨边界以图像的形式投射在口盖类零件上；定位靶标点表面为高反光材料，用于测量坐标系的建立及光学投影设备投射信息的定位；定位工装用于口盖零件的固定，同时也用于靶标点的固定；定位相机用于识别定位工装上的定位靶标点并将投影信息按四个靶标位置对齐。三脚架用于稳定的支撑光学投影设备和定位相机。信息化系统通过数据线与数字化测量设备连接，通过对数字化测量设备采集的信息进行处理，生成打磨位置信息，再传递给定位相机和光学投影设备；数据线，用于三维扫描仪数据的输出；网线用于将信息化系统生成的投影信息传递给光学投影设备和定位相机。
所述的定位工装为梯形结构，定位靶标点固定在定位工装的一侧表面，第一级2个定位靶标点平行，第二级2个定位靶标点平行，第二级2个定位靶标点之间的距离大于第一级。
口盖类零件余量修配辅助装置的使用方法，步骤如下：
第一步：将口盖类零件放置在定位工装上定位和固定，在定位工装上按间距100mm～500mm布置靶标点
第二步：利用数字化测量设备在工装上采集口盖的三维点云信息和靶标点的中心位置坐标，在机身部件上采集口框的三维点云信息；
第三步：运行信息处理系统，导入上一步测量获得的点云，分别以各自理论模型为基准进行点云数据的最佳拟合对齐，从而获得口盖与口框的最佳装配位置；
第四步：通过口盖和口框的点云相交信息，生成口盖打磨位置曲线，然后提取定位靶标点的中心坐标，从而获得了口盖的打磨位置和打磨量信息；
第五步：将上述信息通过网线发送给光学投影设备和定位相机；
第六步：光学投影设备接收到打磨位置曲线，生成可视化图像；
第七步：定位相机接收到靶标点坐标，并在视野范围内搜索口盖表面的定位靶标，识别其中心，并将打磨位置曲线信息中的靶标点中心与视野内搜索到的靶标中心点坐标进行对齐，并将对齐位置发送给光学投影设备；
第八步：光学投影设备接收到定位相机的信息后，将打磨边界投影到口盖表面上；
第九步：保持口盖零件位置不动，操作者通过视觉确认打磨边界的位置，用0.5mm以下的记号笔描绘出来，作为后续打磨的依据。
本发明的有益效果：
通过本发明解决了口盖类零件装配余量打磨量和打磨位置确定困难的问题，是数字化测量技术、虚拟装配技术和光学投影技术的一次融合创新，提高了传统手工画线的精度，减少了反复拆装的过程，明显降低了劳动强度，在保证间隙合格的前提下，兼顾了对阶差的控制，是新一代飞机气动外形控制的重要手段。
附图说明
图1为本发明结构总图。
图中：1数字化测量设备；2光学投影设备；3定位靶标点；4定位工装；5定位相机；6三脚架；7信息化系统；8数据线；9网线。
具体实施方式
实施例1：
口盖类零件余量修配辅助装置，包括数字化测量设备1、光学投影设备2、定位靶标点3、定位工装4、定位相机5、三脚架6、信息化系统7、数据线8和网线9。
数字化测量设备1用于获取口盖类零件和与口盖类零件配合处的口框零件的三维数字化点云数据；光学投影设备2用于将打磨边界以图像的形式投射在口盖类零件上；定位靶标点3表面为高反光材料，用于测量坐标系的建立及光学投影设备2投射信息的定位；定位工装4用于口盖零件的固定，同时也用于靶标点的固定；定位相机5用于识别定位工装4上的定位靶标点3并将投影信息按四个靶标位置对齐。三脚架6用于稳定的支撑光学投影设备2和定位相机5。信息化系统7通过数据线8与数字化测量设备1连接，通过对数字化测量设备1采集的信息进行处理，生成打磨位置信息，再传递给定位相机5和光学投影设备2；数据线8，用于三维扫描仪数据的输出；网线9用于将信息化系统7生成的投影信息传递给光学投影设备2和定位相机5。
所述的定位工装4为梯形结构，定位靶标点3固定在定位工装4的一侧表面，第一级2个定位靶标点3平行，第二级2个定位靶标点3平行，第二级2个定位靶标点3之间的距离大于第一级。
实施例2：
口盖类零件余量修配辅助装置的使用方法，步骤如下：
1)将口盖类零件放置在定位工装4上定位和固定，在定位工装4上按间距100mm～500mm布置靶标点
2)利用数字化测量设备1在工装上采集口盖的三维点云信息和靶标点的中心位置坐标，在机身部件上采集口框的三维点云信息；
3)运行信息处理系统，导入上一步测量获得的点云，分别以各自理论模型为基准进行点云数据的最佳拟合对齐，从而获得口盖与口框的最佳装配位置；
4)通过口盖和口框的点云相交信息，生成口盖打磨位置曲线，然后提取定位靶标点3的中心坐标，从而获得了口盖的打磨位置和打磨量信息；
5)将上述信息通过网线9发送给光学投影设备2和定位相机5；
6)光学投影设备2接收到打磨位置曲线，生成可视化图像；
7)定位相机5接收到靶标点坐标，并在视野范围内搜索口盖表面的定位靶标，识别其中心，并将打磨位置曲线信息中的靶标点中心与视野内搜索到的靶标中心点坐标进行对齐，并将对齐位置发送给光学投影设备2；
8)光学投影设备2接收到定位相机5的信息后，将打磨边界投影到口盖表面上；
9)保持口盖零件位置不动，操作者通过视觉确认打磨边界的位置，用0.5mm以下的记号笔描绘出来，作为后续打磨的依据。

Claims (5)

1.口盖类零件余量修配辅助装置，其特征在于，包括数字化测量设备(1)、光学投影设备(2)、定位靶标点(3)、定位工装(4)、定位相机(5)、三脚架(6)、信息化系统(7)、数据线(8)和网线(9)；
数字化测量设备(1)用于获取口盖类零件和与口盖类零件配合处的口框零件的三维数字化点云数据；光学投影设备(2)用于将打磨边界以图像的形式投射在口盖类零件上；定位靶标点(3)表面为高反光材料，用于测量坐标系的建立及光学投影设备(2)投射信息的定位；定位工装(4)用于口盖零件的固定，同时也用于靶标点的固定；定位相机(5)用于识别定位工装(4)上的定位靶标点(3)并将投影信息按四个靶标位置对齐；三脚架(6)用于稳定的支撑光学投影设备(2)和定位相机(5)；信息化系统(7)通过数据线(8)与数字化测量设备(1)连接，通过对数字化测量设备(1)采集的信息进行处理，生成打磨位置信息，再传递给定位相机(5)和光学投影设备(2)；数据线(8)，用于三维扫描仪数据的输出；网线(9)用于将信息化系统(7)生成的投影信息传递给光学投影设备(2)和定位相机(5)。
2.如权利要求1所述的口盖类零件余量修配辅助装置，其特征在于，所述的定位工装(4)为梯形结构。
3.如权利要求1或2所述的口盖类零件余量修配辅助装置，其特征在于，所述的定位靶标点(3)固定在定位工装(4)的一侧表面，第一级2个定位靶标点(3)平行，第二级2个定位靶标点(3)平行，第二级2个定位靶标点(3)之间的距离大于第一级。
4.如权利要求1～3所述的口盖类零件余量修配辅助装置的使用方法，其特征在于，步骤如下：
第一步：将口盖类零件放置在定位工装(4)上定位和固定；
第二步：利用数字化测量设备(1)在工装上采集口盖的三维点云信息和靶标点的中心位置坐标，在机身部件上采集口框的三维点云信息；
第三步：运行信息处理系统，导入上一步测量获得的点云，分别以各自理论模型为基准进行点云数据的最佳拟合对齐，从而获得口盖与口框的最佳装配位置；
第四步：通过口盖和口框的点云相交信息，生成口盖打磨位置曲线，然后提取定位靶标点(3)的中心坐标，从而获得了口盖的打磨位置和打磨量信息；
第五步：将上述信息通过网线(9)发送给光学投影设备(2)和定位相机(5)；
第六步：光学投影设备(2)接收到打磨位置曲线，生成可视化图像；
第七步：定位相机(5)接收到靶标点坐标，并在视野范围内搜索口盖表面的定位靶标，识别其中心，并将打磨位置曲线信息中的靶标点中心与视野内搜索到的靶标中心点坐标进行对齐，并将对齐位置发送给光学投影设备(2)；
第八步：光学投影设备(2)接收到定位相机(5)的信息后，将打磨边界投影到口盖表面上；
第九步：保持口盖零件位置不动，操作者通过视觉确认打磨边界的位置，用0.5mm以下的记号笔描绘出来，作为后续打磨的依据。
5.如权利要求4所述的口盖类零件余量修配辅助装置的使用方法，其特征在于，所述的第一步中，在定位工装(4)上按间距100mm～500mm布置靶标点。
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