CN203443547U - 一种舱段对接装配辅助工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种舱段对接装配的辅助工装，该工装用于辅助大型舱段的对接装配。该工装包括精密测量系统，可调万向轮支撑架及固定支撑架。精密测量系统用于实时监测两段舱体零件基准面的角度偏差；可调万向轮支撑架用于固定可调舱段并调节其空间位姿；固定支撑架用于固定目标舱段。本实用新型能够方便、精确地调节舱体的位姿，并能实时监控两舱体基准面的角偏误差，可大幅度提高大型舱体零件精密装配的效率及成功率。

Description

一种舱段对接装配辅助工装

技术领域

本实用新型涉及一种舱段零件对接装配辅助工装。其中包括可调万向轮支撑架、固定支架和精密测量系统。 

背景技术

飞行器舱段连接装配的重要指标之一就是各舱段间轴线的角偏误差，由于安装在舱体内部的各种传感器的轴线都是以舱体的轴线为基准的，所以，保证机械轴线的角偏误差是保证各传感器电气轴线角偏误差的重要手段。而保证其电气轴线的角偏误差是保证飞行器正常工作的重要前提。因此，通过装配来保证飞行器各舱体轴线之间的角偏误差是十分有意义的。 

装配是产品生命周期中的一个重要环节，产品的装配质量和可装配性直接影响和制约着产品的使用性能和开发成本。据统计，在现代制造中，装配工作量占整个产品研制工作量的20%-70%，平均可以达到45%，装配时间占整个生产时间的40%-60%。同时，产品的装配通常是手工劳动量大、费用高且属于产品研制工作的后端，提高装配生产率和装配精度所带来的经济效益远比单纯地降低零件生产成本所带来的经济效益显著。 

以某型飞行器舱段连接为例，由于缺乏科学完善的技术手段，装配精度的保证主要依靠个别技师的技术水平和经验，定岗定人，不利于实现批量生产，耗时严重。在飞行器的连接装配过程中，由于一直未掌握关键控制点和影响产品性能的敏感参数，装配人员按照现有工艺装配出来的飞行器一次合格率低、一致性差，一次装配成功率仅接近于10％，一般经过反复调整，装配误差才能满足要求，这严重影响了飞行器系统的性能。所以，通过解决飞行器精密装配问题，特别是高精度、高速度、体积小、工作环境恶劣的飞行器装配问题，提高其装配精度，装配的一致性、质量稳定性及系统可靠性，提高飞行器的生产制造能力，提高装配一次成功率，降低飞行器生产制造、维护和使用成本，从而提高飞行器的整体性能是迫在眉睫的。 

目前我国军工复杂机电产品具有结构复杂、精度高、零部件繁杂等特点，其装配有时还有安全性装配或不可逆性装配（所谓不可逆性又称为少可逆性装配，是指多次拆装将导致产品达不到性能指标甚至报废的装配）等要求。同样存在必须经过多次“试装—拆卸—重装”才能装配出合格产品，装配精度由“选配—测试—调整”法保证，协调和实物试装工作量大，周期长等问题。即使这样，产品装配质量也难以得到保证，一致性较差。装配现场仍然以纸质的工艺卡为主来指导工人操作，工艺的指导性不强。因此，进行精度分析技术的研究同样 具有深远意义。 

在传统的舱段对接装配过程中，舱体的装配角偏精度是通过经验丰富的技师通过反复的拆装以及装配后测量来保证的，这样的装配方式不仅效率极低，舱段的装配特征也可能在反复拆装的过程中遭到破坏，从而产生不可修复的缺陷。 

实用新型内容

本实用新型所解决的问题就是克服上述技术的不足，利用可调万向轮支撑架和精密测量系统的特点，完成对舱段零件装配过程中的实时监控，并通过测得数据对装调进行反馈，从而实现装测同步进行。 

一种舱段对接装配辅助工装，其特征在于，包括精密测量系统、固定支撑架及可调万向轮支撑架三个部分。 

所述精密测量系统包括激光跟踪仪、6D测量头、靶球及配件，用于监测两个舱段基准面的角度偏差及两个舱段销空的平行度误差。 

所述固定支撑架由固定托架及4个顶块组成，固定托架与顶块间通过螺纹调节结构活动连接，顶块可以沿支撑架圆弧部分径向调节高度。 

所述可调万向轮支撑架由支撑架、3个可调长度万向轮及2个顶块组成，支撑架为圆框架结构，圆框上有连接孔和两个定位销孔。 

3个万向轮通过螺纹与支撑架配合调节长度，支撑架与2个顶块通过螺纹调节结构活动连接，顶块可以沿支撑架圆弧部分径向调节高度。 

所述6D测量头与可调万向轮支撑架上端面固联，6D测量头的底面与支撑架安装面的垂直度为0.005mm，6D测量头的前侧面与安装面的平行度为0.005mm，安装面上的两个定位销孔中心连线与6D测量头底面的平行度为0.005mm。 

将舱段零件放置并固定于支撑架上后，可以通过支撑架的三条腿以及下面的万向轮调节，实现舱段5个自由度的调节，调整舱段零件在空间的位姿。 

所述固定支架是用于固定目标舱段的支撑平台，固定托架上表面为圆弧面，舱段与固定托架不直接接触，而是通过4个顶块实现对舱段的支撑，顶块可以沿支撑架圆弧部分径向调节。 

所述精密测量系统先通过靶球在目标舱段的基准面上扫描测量，建立目标舱段的局部坐标系，然后调节可调万向轮支撑架的空间位姿，使之尽可能的与目标舱段的坐标系平行，在这个过程中6D测量头(4)作为位姿测量装置为操作者提供其与目标舱段坐标系的偏差，从而达到边测边调。 

本实用新型的优点在于： 

1可调万向轮支撑架可实现对舱段零件空间位姿的自由调节。万向轮(2)可实现对舱段一个转动和两个平动的位姿调节；支撑架(1)的三条腿实现对剩余一个平动和两个转动的位姿调节。 

2精密测量系统使得装调过程可视化，6D测量头(4)与支撑架(1)的装配是通过严格的装配精度保证的。因此，通过测量6D测量头(4)的空间位姿就可对装调过程实现实时监控。 

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图； 

图2是本实用新型的轴测图； 

图中各标号表示： 

1—支撑架；2—万向轮；3—顶块；4—6D测量头；5—固定托架；6—激光跟踪仪；7—目标舱段；8—靶球；9—可调舱段；10—靶球；11—基准面1；12—基准面2。 

具体实施方式

如图1所示搭建精密测量系统，可调万向轮支撑架和固定支架,所述6D测量头4与支撑架1上端面固联，并保证6D测量头4的底面与支撑架1安装面的垂直度为0.005mm，6D测量头4的前侧面与安装面的平行度为0.005mm，安装面上的两个销孔中心连线与6D测量头4底面的平行度为0.005mm； 

将目标舱段固定于固定托架5，通过调节顶块3使得目标舱段大致位于水平； 

利用靶球8，拟合计算出基准面1的法线方向作为基准坐标系的x方向，测量销钉孔的中心位置，两者连线方向为坐标轴的y方向，利用右手定则确定坐标轴z方向。由于只关心角偏，所以坐标系的原点位置不重要； 

将可调舱段9固定于支撑架1上，基准面2与安装面贴合，通过两个销钉定位，螺栓预紧； 

将目标舱段7与可调舱段9大致贴合，利用6D测量头4与激光跟踪仪6的测量结果计算角偏误差，通过可调万向轮支撑架微调目标舱段位姿，消除角偏； 

使用两个销钉定位目标舱段，螺栓预紧。 

Claims (6)

1.一种舱段对接装配辅助工装，其特征在于，包括精密测量系统、固定支撑架及可调万向轮支撑架三个部分。

2.根据权利要求1所述舱段对接装配辅助工装，其特征在于，所述精密测量系统包括激光跟踪仪、6D测量头、靶球及配件，用于监测两个舱段基准面的角度偏差及两个舱段销空的平行度误差。

3.根据权利要求2所述舱段对接装配辅助工装，其特征在于，所述固定支撑架由固定托架及4个顶块组成，固定托架与顶块间通过螺纹调节结构活动连接，顶块可以沿支撑架圆弧部分径向调节高度。

4.根据权利要求3所述舱段对接装配辅助工装，其特征在于，所述可调万向轮支撑架由支撑架、3个可调长度万向轮及2个顶块组成，支撑架为圆框架结构，圆框上有连接孔和两个定位销孔。

5.根据权利要求4所述舱段对接装配辅助工装，其特征在于，3个万向轮通过螺纹与支撑架配合调节长度，支撑架与2个顶块通过螺纹调节结构活动连接，顶块可以沿支撑架圆弧部分径向调节高度。

6.根据权利要求5所述舱段对接装配辅助工装，其特征在于，所述6D测量头与可调万向轮支撑架上端面固联，6D测量头的底面与支撑架安装面的垂直度为0.005mm，6D测量头的前侧面与安装面的平行度为0.005mm，安装面上的两个定位销孔中心连线与6D测量头底面的平行度为0.005mm。

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