[发明专利]一种运载火箭舱段装入件数字量协调快速定位方法

说明书

本发明提供了一种运载火箭舱段装入件数字量协调快速定位方法，包括以下步骤：S1、利用三维建模软件建立舱段装入件连接孔位的工艺模型；将装入件协调装配孔点位显性化；S2、导入舱段实体模型进行干涉检查，若存在干涉情况，在设计允许的范围内，对干涉的孔位进行调整，调整后的模型为装入件数字量协调的基础；S3、提取舱段装配孔数据，根据装配孔分布分别编制舱段的自动钻铆程序和装入件的数控制孔程序；S4、利用自动钻铆机和数控钻孔机分别钻制舱段和装入件的装配孔；S5、利用装配孔将装入件和舱段进行连接，完成定位。本发明提高产品装配精度，减少累积误差，降低工人操作难度和劳动强度，实现高质高效装配。

技术领域

本发明属于运载火箭领域，尤其是涉及一种运载火箭舱段装入件数字量协调快速定位方法。

背景技术

随着铆接技术的发展，运载火箭舱段传统手工装配的方式越来越不适用于航天产品的高效生产模式。近几年来，国内航天铆接装配技术已经开始了大范围的更新换代，先后实现了运载火箭的壁板自动钻铆和筒段的自动钻铆，大量替代手工作业，单个舱段主体结构的自动钻铆率已经达到60％～70％左右。由于运载火箭单次订制化的发射任务需求，其箭体上的仪器和电缆铺设的技术状态变更频繁，舱段内外表面支架、电缆卡箍等装入件装配位置不同发次差异较大，而且新一代运载火箭结构复杂，单舱段上的支架数量超过40个，电缆卡箍数量超过100个，装配定位的工作量大，数量众多的装入件还会与其他结构件产生干涉。传统手工划线定位装入件的方法存在操作时间长、对人员技能要求高、易错以及无法提前进行干涉规避等问题。现有的自动钻铆设备、数控钻孔设备均具备较高的定位精度和重复定位精度，利用自动化设备的高精度定位和制孔能力，通过数字化孔系的协调方式能够大幅降低装入件的定位作业时长，实现装入件的数字化装配。因此，改进现有零件自动钻铆的装配方式，使用数控协调装配技术，将其应用于火箭舱段装入件的装配十分必要。

运载火箭舱段主体结构70％以上的装入件采用钣金件，根据《QJ262A-2005钣金冲压件通用技术要求》：

1、与理论外形或装配有关的零件，当零件长度大于200mm时，对外形样板的上偏差为+0.3mm，下偏差为-0.5mm；

2、蒙皮用切割线、切钻样板检验，零件长度L＞1500mm，零件与检验工具的偏差值(上偏差为+2.0mm，下偏差为-1.5mm)；

3、卡箍、紧带等带有弹性的零件，可在加工状态下进行检查，在自由状态下允许自然弹开；

4、支座、支架及类似的零件，非连接关系并无外形要求的加强弯边，其凸起高度或凹陷深度不大于0.6mm；

5、板材制造的零件，与理论外形有关的零件，长度尺寸(上偏差为+2mm，下偏差为0)；

6、圆筒、锥筒形零件母线的直线度公差值，母线长度L＞1000～2000mm，直线度公差为2mm……

综上技术要求可知，钣金件成形精度较低，使用钣金件装配后的壳体刚性较弱易产生变形，在钣金件精度较低和产品易变形的综合不利影响下，而设计图纸对装入件的装配精度要求较高，只能采取结构成形后，产品刚性较好的条件下再装配支架、电缆卡箍和搭接片等装入件。目前装入件在主体结构完成后装配主要存在手工划线效率低，装配时存在定位误差、产品技术状态更改频繁等问题：

1、手工划线过程繁琐、效率低。以装配支架为例，首先需划出支架的航向，在支架上划出中心线，钻出支架翻边的铆钉导孔；其次壳体上不制孔，按设计的定位尺寸在壳体的曲面上划出支架的中心定位线和轮廓线，检查支架与其他结构件是否存在装配不协调问题，若存在干涉问题，需与设计部门确认允许移动的范围，确认无干涉后由支架上的铆钉孔向壳体透孔，用施工螺钉选定两个点在壳体上固定支架，最后完成铆接，手工划线和干涉检查的过程对于操作者的依赖程度高，划线及定位过程较为繁琐，易产生人为疏忽的不可逆操作。