[发明专利]面向弱刚性飞机部件装配的机器人制孔基准设置方法

说明书

本发明涉及飞机部件制孔技术领域，具体公开了面向弱刚性飞机部件装配的机器人制孔基准设置方法，以控制孔边距误差为目标，基于机器人制孔设备的综合加工精度，以基准孔加工误差为约束条件，计算出基准孔的最大允许设置距离。本发明的有益效果是本发明能够有效的指导基准孔间距的设置，对使用机器人制孔设备加工大型弱刚性飞机部件的连接孔具有重要的意义；有效的解决了由于需要加工的基准孔过多影响总体装配效率，降低机器人的有效利用率的问题；能够有效的控制基准孔的间距设置，有效的避免孔边距超差。

技术领域

本发明涉及飞机部件制孔技术领域，具体的说，是面向弱刚性飞机部件装配的机器人制孔基准设置方法。

背景技术

飞机部件装配时，受零件加工误差、工装定位误差、装配工艺不合理、应力释放等因素的综合影响，导致实物与理论数模偏差较大，产品装配一致性较差。尤其是当飞机部件尺寸较大、刚性较弱时，实物与数模的偏差会更大。在部件装配时，连接孔的加工是工作占比最高的环节，且孔边距的误差控制对部件结构强度甚至整个飞机的使用寿命都有重要的影响。

传统人工制孔方式在加工效率、制孔质量一致性方面都有严重缺陷，容易出现“8”形孔、孔边距超差等问题。机器人制孔设备是取代传统人工制孔的新手段，在制孔质量一致性和效率方面优势明显。但对于装配一致性差且弱刚性易变形的飞机部件，机器人按照理论数模编程加工将造成较大的孔位误差，对于尺寸较大的部件将直接超过孔边距的公差要求，造成产品质量超差甚至报废。

当前常用的方法是在部件中零件的两端设置基准孔，机器人在制孔时先利用末端执行器上的相机找到基准孔的位置，再来修正两个基准孔之间其它连接孔的位置，如附图2所示。当前基准孔设置只是根据人工经验，缺乏方法指导，导致两类问题：一是基准孔间距设置过近，导致需要加工的基准孔过多，既影响总体装配效率，又降低了机器人的有效利用率；二是基准孔间距设置过大，零件在基准孔之间的最大变形量过大，导致孔边距超差，如附图3 所示。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的面向弱刚性飞机部件装配的机器人制孔基准设置方法，有效的减小孔位误差，降低产品因超差而报废的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

面向弱刚性飞机部件装配的机器人制孔基准设置方法，以控制孔边距误差为目标，基于机器人制孔设备的综合加工精度，以基准孔加工误差为约束条件，计算出基准孔的最大允许设置距离。

进一步地，为了更好的实现本发明，具体包括以下步骤：

步骤S1：测试机器人制孔系统的综合定位精度；

步骤S2：测量基准孔的位置偏差；

步骤S3：根据孔边距公差，计算零件的最大变形量；

步骤S4：以零件数量为单元测量每个零件的变形量和基准跨度，并以最小二乘法拟合生成直线；得到零件的最大变形量与基准跨度的关系；

步骤S5：计算基准孔位置的最大允许设置距离。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述零件的最大变形量为E_fr；|E_fr|＝|E_t|-|E_rb|-|E_mh|；

其中：E_t为孔边距公差；

E_rb为定位精度；

E_mh为基准孔的位置偏差。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述零件的变形量与基准跨度的函数关系为：E＝a*L+b；

其中:E为零件的变形量；L为基准跨度。

进一步地，为了更好的实现本发明，最大允许设置距离为