[发明专利]一种基于折线逼近的壁板插配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于折线逼近的壁板插配方法。

背景技术

在飞机制造领域，飞机的装配过程一般是首先将零件装配成比较简单的组合件，然后逐步装配成复杂的部件和大部件，最后将各大部件对接成整架飞机。其中组件的对接装配是飞机装配的基础，而飞机壁板类组件由于其体积大、质量大、刚度小、形状复杂，在对接装配过程中容易产生干涉和碰撞，因此壁板类组件的对接装配成为飞机装配中较为复杂和关键的环节。在传统的以型架为基础的飞机制造装配过程中，一般采用多个千斤顶支撑和人工辅助定位的方式实现组部件的对接装配。这种方式存在着对接效率低、装配应力大等问题。而且这种工作方法无法同步控制多个壁板组件的协同运动，无法控制好壁板蒙皮同时插配到多个其他壁板蒙皮与框的间隙中，也无法做到各壁板在对接装配过程中位姿安全的预警和状态数据的记录。

基于折线逼近的壁板插配方法主要用于多块大型曲面壁板的对接装配，方法中采用定位器组平移联动的方式，保障壁板二次插配的准确度；通过折线路径结构化存储，实现了同机型壁板的插配路径固化，一次设计多次使用；实现了工艺集成系统集中调度多个调姿定位系统，保障多个复杂曲面壁板的协同运动，使得插配有序无干涉进行，提高装配效率。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，针对大型曲面壁板尺寸大、形状复杂且存在装配干涉的问题，提供一种基于折线逼近的壁板插配方法。

一种基于折线逼近的壁板插配方法包括起始位姿计算与折线路径设计阶段、起始位姿与折线路径信息入库阶段、壁板插配阶段三个阶段，其中

起始位姿计算与折线路径设计阶段包括如下步骤：

1）在下侧壁板、左侧壁板及右侧壁板上各安装6个工艺球头，工艺球头与定位器球窝形成球铰连接，实现壁板的支撑固持；

2）由下侧调姿定位系统、左侧调姿定位系统及右侧调姿定位系统分别驱动下侧定位器组、左侧定位器组及右侧定位器组沿飞机坐标轴平移，使得互相分离的三块壁板向飞机航向中心轴线靠近，当第一壁板插配区和第二壁板插配区的边界轮廓搭接时，各壁板停止平移；

3）将每块壁板上6个工艺球头的当前坐标值P_Ci＝[X_Ci,Y_Ci,Z_Ci]^T与理论坐标值P_Di=[X_Di，Y_Di,Z_Di]^T相匹配其中i＝1,2,3,4,5,6，用综合误差最小法计算出壁板此时所处的位姿L_b=[x_b,y_b,z_b,α_b,β_b,γ_b]^T，该位姿即为壁板插配的起始位姿；壁板插配的目标位姿L_t=[x_t,y_t,z_t,α_t,β_t,γ_t]^T为插配完成后的位姿则x_t=y_t=z_t=0,α_t=β_t=γ_t=0；

4）根据下侧壁板、左侧壁板及右侧壁板在第一壁板插配区、第二壁板插配区内的位姿，判断哪块壁板具有平移空间，若下侧壁板具有平移空间则驱动下侧定位器组沿第一平移方向移动一段距离S，若左侧壁板具有平移空间则驱动左侧定位器组沿第二平移方向移动一段距离S、若右侧壁板具有平移空间则驱动右侧定位器组沿第三平移方向移动一段距离S，平移原则为当平移壁板与其他壁板的框或者蒙皮搭接时平移停止，且平移过程中壁板两两之间无碰撞，记录壁板的平移距离S和平移方向；