CN115519344A - 一种用于型架内、外卡板快速调姿装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于装配工装制造、检修技术领域，涉及一种用于型架内、外卡板快速调姿装置及方法，包括角座调整器和内外卡板调整器，角座调整器包括基座，基座上设置有顶紧装置，顶紧装置的位置与外卡板的角座对应，基座侧面设置有可转动的弓形钳，弓形钳与内卡板的角座配合，内外卡板调整器包括挡板，挡板与内卡板侧面配合，挡板侧面设置有可转动的弓形钳，挡板侧面的弓形钳与内卡板本体配合，本发明克服了壁板类型架由于在激光跟踪仪辅助建站过程中，内、外卡板安装效率较低的实际问题，提供了一种有效保证内、外卡板精确高、高效定位的装置。

Description

一种用于型架内、外卡板快速调姿装置及方法

技术领域

本发明属于装配工装制造、检修技术领域，涉及一种用于型架内、外卡板快速调姿装置及方法。

背景技术

飞机工艺装备是飞机在装配过程中所采用的各种工艺装备的统称，而在飞机装配领域使用最多的装配方法就是装配型架，而装配型架大都由骨架、卡板、定位压紧器、工作台组成，其中卡板外形用于定位飞机蒙皮，卡板定位器用于定为长桁、蒙皮定为孔，因此，卡板的安装精度，直接影响着飞机装配质量。由于内、外卡板结构型架具有加工精度高、定位牢固等优势被广泛应用于机身壁板、机翼壁板类产品零件的加工铆接过程中。在装配过程中采用激光跟踪仪进行卡板辅助装配，加快了装配工装的制造过程。

壁板类型架一般由内、外卡板组成，且内、外卡板在同一框/肋平面上。某型机壁板型架均为内、外卡板结构，卡板尺寸较大、且数量较多，后期调试过程中需调用吊车全程进行吊装，效率较低，且存在卡板与角座之间存在内应力，螺纹定位销插拔困难现象。

发明内容

本发明的目的：本发明克服了壁板类型架由于在激光跟踪仪辅助建站过程中，内、外卡板安装效率较低的实际问题，提供了一种有效保证内、外卡板精确高、高效定位的装置。

技术方案：

一种用于型架内、外卡板快速调姿装置，包括角座调整器和内外卡板调整器，所述的角座调整器包括基座，所述的基座上设置有顶紧装置，所述顶紧装置的位置与外卡板的角座对应，所述的基座侧面设置有可转动的弓形钳，弓形钳与内卡板的角座配合，所述的内外卡板调整器包括挡板，所述的挡板与内卡板侧面配合，所述的挡板侧面设置有可转动的弓形钳，挡板侧面的弓形钳与内卡板本体配合。

进一步，所述的顶紧装置为千斤顶，所述的千斤顶设置在基座顶部表面的一侧，正对外卡板的角座。

进一步，所述的弓形钳包括螺杆顶紧器、弯管，所述的螺杆顶紧器包括螺杆以及设置在螺杆端部的旋转手柄，螺杆上套接有弯管，弯管与所述螺杆螺纹配合。

进一步，所述的基座、挡板均由6061材质铝件制成。

进一步，挡板的平面度为0.05mm，表面粗糙度为3.2。

用于型架内、外卡板快速调姿装置的方法，包括以下步骤：

(1)以设计图纸提供的型架TB点及ERS点坐标值为基准，使用激光跟踪仪拟合建立型架三维坐标系，内外卡板均处于所述的型架三维坐标下；

(2)内卡板的调整：以内卡板上的三个OTP点坐标值确定内卡板在型架三维坐标系下的位置；具体是：内卡板上的三个OTP点的坐标值分别为(x1，y1，z1)(x2，y2，z2)(x3，y3，z3)，调整三个OTP点的X轴的坐标值，使得x1＝x2＝x3，因此内卡板位置已确定；

(3)将内外卡板调整器的挡板紧贴内、外卡板侧面，使用内外卡板调整器上的弓形钳将内外卡板调整器固定到内卡板上；

(4)外卡板的调整：以外卡板上的三个OTP点坐标值确定外卡板在型架三维坐标系下的位置，外卡板上的三个OTP的坐标值分别为(x4，y4，z4)(x5，y5，z5)(x6，y6，z6)，由于内外卡板调整器将内卡板和外卡板固定在同一平面，此时，x1＝x2＝x3＝x4＝x5＝x6；通过激光跟踪仪调整外卡板上三个OTP点的Y轴、Z轴的坐标值，将外卡板上三个OTP点的Y轴、Z轴的坐标值调整至设计给定数据公差范围内；

(5)将外卡板角座与外卡板通过弯柄插销进行转动连接，外卡板角座与外卡板上的孔与弯柄插销公差配合要求为H7/h6；

(6)将角座调整器固定至内卡板角座上，角座调整器上的千斤顶上下移动调整外卡板角座姿态；

(7)将外卡板角座调整至与型架骨架保持平行，外卡板角座与型架骨架间距为1mm，并在外卡板角座与型架骨架加装垫片进行填充；

(8)外卡板角座姿态调整后，外卡板三个OTP点坐标值发生偏移，再通过激光跟踪仪监测外卡板三个OTP点坐标值，判断外卡板三个OTP点坐标值偏移量是否超过图纸给定的公差范围，如果是，重复执行步骤(4)～(7)，直至三个OTP点坐标值发生偏移在图纸给定的公差范围内，否则，执行步骤(9)；

(9)在型架骨架与外卡板角座之间配制螺栓孔及圆柱销孔，并安装螺栓及圆柱销将型架骨架与外卡板角座固定。

有益效果：

与现有技术相比，本发明的优点是：采用了内、外卡板快速调姿装置，调整内卡板X方向，并根据内卡板X轴方向确定了外卡板X方向，使得内外卡板位于同一X平面上，通过角座调整器上的顶紧装置调整外卡板角座姿态，省去吊车来回起吊，外卡板角座与型架骨架的间隙可通过顶紧装置调整，保证间隙一致，借用激光跟踪仪辅助调整外卡板Y、Z方向，确定了外卡板的位置，外卡板与外卡板角座通过弯柄插销连接时，外卡板与外卡板角座重力不会影响弯柄插销的连接过程，无切力现象，保证弯柄插销转动灵活，解决了壁板型架内、外卡板数量较多，效率低下，且安装完成后由于重力影响，销子插拔困难的问题，提高了装配型架安装效率，减少了工人的来回吊装次数，保证了卡板定位精度，提升整体装配型架安装质量。

附图说明

图1是本发明的角座调整器结构示意图；

图2是本发明外卡板调整器结构示意图；

图3是使用本发明的装置进行内外卡板姿态调整的总装图；

图4是OTP的坐标系原理图；

图5是型架骨架与内外卡板装配示意图；

图中，1、基座，2、顶紧装置，3、弓形钳，4、挡板，5、外卡板角座，6、内卡板，7、内卡板角座，8、外卡板，9、OTP6(x6,y6,z6)，10、OTP1(x1,y1,z1)11、OTP1(x2,y2,z2)，12、OTP3(x3,y2,z3)，13、OTP4(x4,y4,z4)，

14、OTP5(x5,y5,z3)。

具体实施方式：

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解：

如图1－3所示，一种用于型架内、外卡板快速调姿装置，包括角座调整器和内外卡板调整器，所述的角座调整器包括基座，所述的基座上设置有顶紧装置，所述顶紧装置的位置与外卡板的角座对应，所述的基座侧面设置有可转动的弓形钳，弓形钳与内卡板的角座配合，所述的内外卡板调整器包括挡板，所述的挡板与内卡板侧面配合，所述的挡板侧面设置有可转动的弓形钳，挡板侧面的弓形钳与内卡板本体配合。

在本实施例中，所述的顶紧装置为千斤顶，所述的千斤顶设置在基座顶部表面的一侧，正对外卡板的角座，角座调整器上的千斤顶作用是通过上下移动调整外卡板角座姿态。

在本实施例中，所述的弓形钳包括螺杆顶紧器、弯管，所述的螺杆顶紧器包括螺杆以及设置在螺杆端部的旋转手柄，螺杆上套接有弯管，弯管与所述螺杆螺纹配合，通过弓形钳将角座调整器和内外卡板调整器分别规定在内外卡板上。

在本实施例中，所述的基座、挡板均由6061材质铝件制成，铝材质量轻巧，且容易获得，制造成本低，刚度大。

在本实施例中，挡板的平面度为0.05mm，表面粗糙度为3.2。挡板的平面度和粗糙度的设计，进一步保证了挡板不会划伤内外卡板。

用于型架内、外卡板快速调姿装置的方法，包括以下步骤：

(1)以设计图纸提供的型架TB点及ERS点坐标值为基准，使用激光跟踪仪拟合建立型架三维坐标系，内外卡板均处于所述的型架三维坐标下；

(2)内卡板的调整：以内卡板上的三个OTP点坐标值确定内卡板在型架三维坐标系下的位置；具体是：内卡板上的三个OTP点的坐标值分别为(x1，y1，z1)(x2，y2，z2)(x3，y3，z3)如图4中的OTP1(x1，y1，z1)10、OTP1(x2，y2，z2)11、OTP3(x3，y2，z3)12，调整三个OTP点的X轴的坐标值，使得x1＝x2＝x3，因此内卡板位置已确定；

(3)将内外卡板调整器的挡板紧贴内、外卡板侧面，使用内外卡板调整器上的弓形钳将内外卡板调整器固定到内卡板上；

(4)外卡板的调整：以外卡板上的三个OTP点坐标值确定外卡板在型架三维坐标系下的位置，外卡板上的三个OTP的坐标值分别为(x4，y4，z4)(x5，y5，z5)(x6，y6，z6)如图4中的OTP4(x4，y4，z4)13，OTP5(x5，y5，z3)14，OTP6(x6，y6，z6)9，由于内外卡板调整器将内卡板和外卡板固定在同一平面，此时，x1＝x2＝x3＝x4＝x5＝x6；通过激光跟踪仪调整外卡板上三个OTP点的Y轴、Z轴的坐标值，将外卡板上三个OTP点的Y轴、Z轴的坐标值调整至设计给定数据公差范围内；

(5)将外卡板角座与外卡板通过弯柄插销进行转动连接，外卡板角座与外卡板上的孔与弯柄插销公差配合要求为H7/h6；

(6)将角座调整器固定至内卡板角座上，角座调整器上的千斤顶上下移动调整外卡板角座姿态；

(7)将外卡板角座调整至与型架骨架保持平行，外卡板角座与型架骨架间距为1mm，并在外卡板角座与型架骨架加装垫片进行填充；

(8)外卡板角座姿态调整后，外卡板三个OTP点坐标值发生偏移，再通过激光跟踪仪监测外卡板三个OTP点坐标值，判断外卡板三个OTP点坐标值偏移量是否超过图纸给定的公差范围，如果是，重复执行步骤(4)～(7)，直至三个OTP点坐标值发生偏移在图纸给定的公差范围内，否则，执行步骤(9)；

(9)在型架骨架与外卡板角座之间配制螺栓孔及圆柱销孔，并安装螺栓及圆柱销将型架骨架与外卡板角座固定。

本发明采用了内、外卡板快速调姿装置，调整内卡板X方向，并根据内卡板X轴方向确定了外卡板X方向，使得内外卡板位于同一X平面上，通过角座调整器上的顶紧装置调整外卡板角座姿态，省去吊车来回起吊，外卡板角座与型架骨架的间隙可通过顶紧装置调整，保证间隙一致，借用激光跟踪仪辅助调整外卡板Y、Z方向，确定了外卡板的位置，外卡板与外卡板角座通过弯柄插销连接时，外卡板与外卡板角座重力不会影响弯柄插销的连接过程，无切力现象，保证弯柄插销转动灵活，解决了壁板型架内、外卡板数量较多，效率低下，且安装完成后由于重力影响，销子插拔困难的问题，提高了装配型架安装效率，减少了工人的来回吊装次数，保证了卡板定位精度，提升整体装配型架安装质量。

Claims (8)

1.一种用于型架内、外卡板快速调姿装置，其特征在于：包括角座调整器和内外卡板调整器，所述的角座调整器包括基座，所述的基座上设置有顶紧装置，所述顶紧装置的位置与外卡板的角座对应，所述的基座侧面设置有可转动的弓形钳，弓形钳与内卡板的角座配合，所述的内外卡板调整器包括挡板，所述的挡板与内卡板侧面配合，所述的挡板侧面设置有可转动的弓形钳，挡板侧面的弓形钳与内卡板本体配合。

2.根据权利要求1所述的一种用于型架内、外卡板快速调姿装置，其特征在于：所述的顶紧装置为千斤顶，所述的千斤顶设置在基座顶部表面的一侧，正对外卡板的角座。

3.根据权利要求1所述的一种用于型架内、外卡板快速调姿装置，其特征在于：所述的弓形钳包括螺杆顶紧器、弯管，所述的螺杆顶紧器包括螺杆以及设置在螺杆端部的旋转手柄，螺杆上套接有弯管，弯管与所述螺杆螺纹配合。

4.根据权利要求1所述的一种用于型架内、外卡板快速调姿装置，其特征在于：所述的基座、挡板均由6061材质铝件制成。

5.根据权利要求1所述的一种用于型架内、外卡板快速调姿装置，其特征在于：挡板的平面度为0.05mm。

6.根据权利要求5所述的一种用于型架内、外卡板快速调姿装置，其特征在于：挡板表面粗糙度为3.2。

7.根据权利要求1-6任意一条权利要求所述用于型架内、外卡板快速调姿装置的方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)以设计图纸提供的型架TB点及ERS点坐标值为基准，使用激光跟踪仪拟合建立型架三维坐标系，内外卡板均处于所述的型架三维坐标下；

(2)内卡板的调整：以内卡板上的三个OTP点坐标值确定内卡板在型架三维坐标系下的位置；具体是：内卡板上的三个OTP点的坐标值分别为(x1，y1，z1)(x2，y2，z2)(x3，y3，z3)，调整三个OTP点的X轴的坐标值，使得x1＝x2＝x3，因此内卡板位置已确定；

(3)将内外卡板调整器的挡板紧贴内、外卡板侧面，使用内外卡板调整器上的弓形钳将内外卡板调整器固定到内卡板上；

(4)外卡板的调整：以外卡板上的三个OTP点坐标值确定外卡板在型架三维坐标系下的位置，外卡板上的三个OTP的坐标值分别为(x4，y4，z4)(x5，y5，z5)(x6，y6，z6)，由于内外卡板调整器将内卡板和外卡板固定在同一平面，此时，x1＝x2＝x3＝x4＝x5＝x6；通过激光跟踪仪调整外卡板上三个OTP点的Y轴、Z轴的坐标值，将外卡板上三个OTP点的Y轴、Z轴的坐标值调整至设计给定数据公差范围内；

(5)将外卡板角座与外卡板通过弯柄插销进行转动连接，外卡板角座与外卡板上的孔与弯柄插销公差配合要求为H7/h6；

(6)将角座调整器固定至内卡板角座上，角座调整器上的千斤顶上下移动调整外卡板角座姿态；

(7)将外卡板角座调整至与型架骨架保持平行，外卡板角座与型架骨架间距为0.5～1.5mm，并在外卡板角座与型架骨架加装垫片进行填充；

(8)外卡板角座姿态调整后，外卡板三个OTP点坐标值发生偏移，再通过激光跟踪仪监测外卡板三个OTP点坐标值，判断外卡板三个OTP点坐标值偏移量是否超过图纸给定的公差范围，如果是，重复执行步骤(4)～(7)，直至三个OTP点坐标值发生偏移在图纸给定的公差范围内，否则，执行步骤(9)；

(9)在型架骨架与外卡板角座之间配制螺栓孔及圆柱销孔，并安装螺栓及圆柱销将型架骨架与外卡板角座固定。

8.根据权利要求7所述的用于型架内、外卡板快速调姿装置的方法，其特征在于：步骤(7)中，外卡板角座与型架骨架间距为1mm。

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