[发明专利]一种双并联杆钻铆设备的法矢调姿及其偏移补偿方法

说明书

本发明公开了一种双并联杆钻铆设备的法矢调姿及其偏移补偿方法，步骤S100：进行工件在双并联杆钻铆设备上的安装；步骤S200：进行双并联杆结构特征参数其机械坐标值的标定；步骤S300：计算法矢调整量；步骤S400：结合步骤S200中获得的各数控轴在机床坐标系中的实际位置值和步骤S300中计算出的法矢调整量，由计算模块通过偏移补偿算法计算各轴相应的偏移补偿量；步骤S500：可编程控制器通过伺服驱动控制器驱动驱动装置实现多轴联动以完成钻铆时的法矢调姿及其偏移补偿。本发明能够有效解决双并联杆结构特征参数无法理论计算和双曲度工件加工中心点法矢调姿及补偿偏移的问题，保证了基准数据的准确性，法矢调姿快速、准确。

技术领域

本发明涉及航空制造领域，适用于双并联杆钻铆设备，具体的说，是一种双并联杆钻铆设备的法矢调姿及其偏移补偿方法。

背景技术

双并联杆钻铆设备主要加工对象为双曲度航空工件，该类工件的实际模型与理论数据相差较远，为了完成法矢钻铆要求采用的工艺为适应性加工，即针对实际工件形状，现场采用传感器进行法矢检测、法矢调姿、偏移补偿等手段。

针对双并联杆钻铆设备，传统的法矢调整解决办法是：在其安装完成后，需要对其相关的机械位置进行位置标定，包括Z，W轴在机床坐标系中的位置以及加工中心点在机床坐标系中的位置等，由于该设备调姿部件尺寸最长有13米左右，加上装配误差，只得实际测量；而为了实现法矢检测与偏移补偿同时进行，电气控制采用可编程控制器(PLC)读取传感器的测量值，运算处理后，与数控单元(NCU)采用数据交换，参数读写，这种方式具有以下缺点：1)、使用卷尺测量会产生较大的误差，数据准确度不高，最后调整出来姿态误差较大，还需人工干预；2)、调整过程操作工需要不断地进行修正，花费了大量的时间，效率较低；3)、频繁读取系统变量，响应较慢，容易造成系统“死机”，整个系统只能断电重启；4)、增加操作工工作强度的同时，降低了生产效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双并联杆钻铆设备的法矢调姿及其偏移补偿方法，在使用双并联杆钻铆设备对复杂双曲度工件进行加工时，针对复杂双曲度工件法矢加工要求，解决钻铆加工中心点法矢调姿及偏移智能补偿的问题，提升其工作精度，提高生产效率，降低人工劳动强度。

本发明通过下述技术方案实现：一种双并联杆钻铆设备的法矢调姿及其偏移补偿方法，用于钻铆加工数控系统的法矢调姿及其偏移补偿，人为调整各数控轴，由可编程控制器获取人为调整过程中各数控轴数据、双并联杆结构特征参数反向计算得到各数控轴的特征参数，结合位移传感器值计算得到的法矢偏角计算得到法矢调整量、偏移补偿量，多轴联动完成法矢调姿及其偏移补偿。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述数控系统设置有与工件加工中心点对应设置的位移传感器；所述法矢调姿及其偏移补偿方法为记录人为调整的各数控轴数据，反向计算进行特征参数其机械坐标值的标定并获得各数控轴的实际位置值，然后利用可编程控制器获取位移传感器值，得到工件在加工中心点的法矢偏角，计算得到法矢调整量，再根据双并联杆结构特征参数计算相应各数控轴的偏移补偿量，将各数控轴的实际位置值、法矢调整量、偏移补偿量同时汇总到数控系统，多轴联动完成法矢调姿及其偏移补偿。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述记录人为调整的各数控轴数据，具体是指先找准加工中心点，通过人工分别多次旋转A旋转轴以及Z轴、W轴差动形成的虚拟B角，在不同状态下手动移动各直线坐标轴重新对准加工中心点，记下相应的机械坐标值。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述反向计算是指利用几何矩阵关系推导得出的数学公式进行计算。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述数控系统包括数控单元和分别与数控单元连接的四个安装在钻铆设备末端执行器上的区域位移传感器、一个用于定位加工中心点的目标位移传感器，数控单元包括依次连接的模拟量输入模块、内置计算模块的可编程控制器、伺服驱动控制器、驱动装置；所述四个区域位移传感器射出的测试线在工件表面形成四个测试点且四个测试点形成一个四边形；所述目标位移传感器为激光位移传感器，射出的激光点位于四边形内；