一种用于飞机机翼整体壁板调姿定位系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术提供了一种用于飞机机翼整体壁板调姿定位系统，所述系统包括：上壁板调姿定位装置、下壁板调姿定位装置、集成控制装置和激光测量装置；所述上壁板调姿定位装置和所述下壁板调姿定位装置分别用于夹持上壁板和下壁板，并通过接收到集成控制装置发送的控制信号对上壁板和下壁板进行调姿定位；所述集成控制装置用于根据激光测量装置测量所述上壁板调姿定位装置和所述下壁板调姿定位装置上夹持的上壁板和下壁板获得的测量数据生成调姿路径，并根据所述调姿路径向所述上壁板调姿定位装置和所述下壁板调姿定位装置发送控制信号。本发明专利技术还提供了如上所述系统的使用方法。本发明专利技术采用数字化、自动化技术提高了飞机装配质量和精度。

An attitude adjustment and positioning system for integral wing panel and its application method

The invention provides an attitude adjustment positioning system for integral panel of an aircraft wing, which comprises an upper panel attitude adjustment positioning device, a lower panel attitude adjustment positioning device, an integrated control device and a laser measuring device; the upper panel attitude adjustment positioning device and the lower panel attitude adjustment positioning device are respectively used for clamping the upper panel and the lower panel, and are transmitted by receiving the integrated control device. The integrated control device is used to generate an attitude adjustment path according to the measured data obtained from the upper and lower panels clamped on the upper and lower panels of the laser measuring device, and according to the attitude adjustment path, to the upper and lower panels attitude adjustment positioning device and the lower panels attitude adjustment positioning device. The attitude adjustment and positioning device transmits the control signal. The invention also provides a method of using the system as described above. The invention adopts digitization and automation technology to improve the quality and accuracy of aircraft assembly.

【技术实现步骤摘要】
一种用于飞机机翼整体壁板调姿定位系统及其使用方法
本申请涉及航航空航天
，尤其涉及一种用于飞机机翼整体壁板调姿定位系统及其使用方法。
技术介绍
目前，国、内外飞机厂机翼总装过程，机翼上、下壁板的定位方式主要采用固定式型架、卡板定位方式，通过翼盒内部螺旋撑杆顶上、下壁板内表面，使上、下壁板外表面贴合卡板内形面，保证机翼上、下壁板整体外形，采用传统工装定位和手工装配方法。20世纪90年代以来，以波音公司、空客公司等为代表的飞机制造商均采用数字化、自动化技术，对波音787、A400M等飞机机翼壁板整体进行数字化、自动化总装装配。现有某型机翼上壁板和下壁板定位方式采用传统工装定位及手工装配方法。在地面固定的下型架和上型架上设计翻转卡板定位机翼上壁板和下壁板。由于机翼上壁板和下壁板整体长约10.4m，翼根肋端约3m宽，翼尖肋端约1.5m宽，整体壁板成弱刚性，必须采取一定措施保证整体机翼壁板的外形，来保证整个飞机机翼的气动外形。现有采用工装定位及手工装配方法的技术不足，一、采用模拟量装配飞机机翼壁板，需定期校核型架精度。二、利用翻转卡板定位机翼上、下壁板外形面，需要定期检修卡板。三、装配空间狭小，机翼下架过程中，产品容易与型架、卡板干涉。
技术实现思路
为解决上述技术问题之一，本专利技术提供了一种用于飞机机翼整体壁板调姿定位系统，所述系统包括：上壁板调姿定位装置、下壁板调姿定位装置、集成控制装置和激光测量装置；所述上壁板调姿定位装置和所述下壁板调姿定位装置分别用于夹持上壁板和下壁板，并通过接收到集成控制装置发送的控制信号对上壁板和下壁板进行调姿定位；所述集成控制装置用于根据激光测量装置测量所述上壁板调姿定位装置和所述下壁板调姿定位装置上夹持的上壁板和下壁板获得的测量数据生成调姿路径，并根据所述调姿路径向所述上壁板调姿定位装置和所述下壁板调姿定位装置发送控制信号；所述激光测量装置用于测量预设在所述上壁板调姿定位装置和所述下壁板调姿定位装置上夹持的上壁板和下壁板的测量点获得测量数据，并将所述测量数据发送至集成控制装置。优选地，所述上壁板调姿定位装置包括：上壁板保形架、第一数控定位器、第二数控定位器、第三数控定位器和第四数控定位器；所述上壁板保形架用于夹持上壁板，所述第一数控定位器、第二数控定位器、第三数控定位器和第四数控定位器横向依次固定在上壁板保形架的同一侧，所述第一数控定位器、第二数控定位器、第三数控定位器和第四数控定位器接收所述集成控制装置发送的控制信号，控制上壁板保形架带动上壁板进行调姿定位。优选地，所述上壁板保形架包括上壁板框架、工艺接头、外形卡板、带外形卡板的工艺接头和工艺球头；所述上壁板框架的一个侧面通过所述工艺球头与所述第一数控定位器、第二数控定位器、第三数控定位器和第四数控定位器连接，所述上壁板框架的另一个侧面上设置有所述外形卡板，用于保持机翼整体壁板外形；所述工艺接头和所述带外形卡板的工艺接头的一端通过螺栓固定在上壁板上，所述工艺接头和所述带外形卡板的工艺接头的另一端通过螺栓固定在所述上壁板框架的与所述外形卡板同一个侧面上。优选地，所述下壁板调姿定位装置包括：下壁板保形架、第一数控定位器、第二数控定位器、第三数控定位器和第四数控定位器；所述下壁板保形架用于夹持下壁板，所述第一数控定位器、第二数控定位器、第三数控定位器和第四数控定位器横向依次固定在下壁板保形架的同一侧，所述第一数控定位器、第二数控定位器、第三数控定位器和第四数控定位器接收所述集成控制装置发送的控制信号，控制下壁板保形架带动下壁板进行调姿定位。优选地，所述下壁板保形架包括下壁板框架、工艺接头、外形卡板、带外形卡板的工艺接头和工艺球头；所述下壁板框架的一个侧面通过所述工艺球头与所述第一数控定位器、第二数控定位器、第三数控定位器和第四数控定位器连接，所述下壁板框架的另一个侧面上设置有所述外形卡板，用于保持机翼整体壁板外形；所述工艺接头和所述带外形卡板的工艺接头的一端通过螺栓固定在下壁板上，所述工艺接头和所述带外形卡板的工艺接头的另一端通过螺栓固定在所述下壁板框架的与所述外形卡板同一个侧面上。优选地，所述第一数控定位器和第四数控定位器位于上壁板保形架或下壁板保形架的左右两端，且均设置有两个子数控定位器，用于分别对上壁板保形架或下壁板保形架左右两端的上下端进行调姿，所述第二数控定位器和第三数控定位器位于上壁板保形架或下壁板保形架的中部，且仅设置有一个子数控定位器，用于对上壁板保形架或下壁板保形架中部进行调姿。优选地，所述第一数控定位器、第二数控定位器、第三数控定位器和第四数控定位器均包括底座立柱，所述子数控定位器设置在所述底座立柱中，所述底座立柱通过地脚螺栓与地基固定连接，所述子数控定位器包括X向驱动组件、X向运动箱体组件、Y向驱动组件、Y向运动箱体组件、Z向驱动组件、Z向运动组件和球座组件；所述X向驱动组件固定在所述底座立柱上，用于驱动X向运动箱体组件上下运动；所述Y向驱动组件固定在所述X向运动箱体组件上，用于驱动Y向运动箱体组件前后运动；所述Z向驱动组件固定在所述Y向运动箱体上，用于驱动Z向运动组件左右运动；所述球座组件与所述上壁板保形架或下壁板保形架上设置的工艺球头连接，用于第一数控定位器、第二数控定位器、第三数控定位器和第四数控定位器与所述上壁板保形架或下壁板保形架固定连接。优选地，所述球座组件上设置有压力传感器，所述压力传感器用于检测上壁板保形架或下壁板保形架调姿过程中的应力并上传至所述集成控制装置。优选地，所述X向驱动组件、Y向驱动组件和Z向驱动组件上均设置有光栅尺反馈组件，所述光栅尺反馈组件用于向所述集成控制装置实时反馈X向运动箱体组件、Y向运动箱体组件和Z向运动组件的位置。为解决上述技术问题之一，本专利技术还提供了一种如上所述系统的使用方法，所述方法包括：将工艺接头和带外形卡板的工艺接头通过螺栓安装在上壁板和下壁板上；下壁板调姿定位装置联动自检，退让至远离壁板的上架位置，下壁板携带工艺接头和带外形卡板工艺接头整体吊装入位；下壁板调姿定位装置运动至靠近下壁板的预设位置并与下壁板上的工艺接头固定连接；激光测量装置测量下壁板保形架和下壁板上预设的测量点获得测量数据并发送至集成控制装置，集成控制装置控制四个数控定位器对下壁板保形架进行调姿直至下壁板与机翼前梁和后梁完全贴合至预设位置；上壁板调姿定位装置联动自检，退让至远离壁板的上架位置，上壁板携带工艺接头和带外形卡板工艺接头整体吊装入位；上壁板调姿定位装置运动至靠近上壁板的预设位置并与上壁板上的工艺接头固定连接；激光测量装置测量上壁板保形架和上壁板上预设的测量点获得测量数据并发送至集成控制装置，集成控制装置控制四个数控定位器对上壁板保形架进行调姿直至上壁板与机翼前梁和后梁完全贴合至预设位置；分离下壁板保形架与下壁板、上壁板保形架与上壁板，上壁板调姿定位装置和下壁板调姿定位装置退让下架空间。本专利技术的有益效果如下：本专利技术采用数字化、自动化技术对机翼的上壁板和下壁板进行数字化、自动化装配，提高了飞机装配质量和精度，同时提高了上壁板和下壁板的定位精度。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于飞机机翼整体壁板调姿定位系统，其特征在于，所述系统包括：上壁板调姿定位装置、下壁板调姿定位装置、集成控制装置和激光测量装置；所述上壁板调姿定位装置和所述下壁板调姿定位装置分别用于夹持上壁板和下壁板，并通过接收到集成控制装置发送的控制信号对上壁板和下壁板进行调姿定位；所述集成控制装置用于根据激光测量装置测量所述上壁板调姿定位装置和所述下壁板调姿定位装置上夹持的上壁板和下壁板获得的测量数据生成调姿路径，并根据所述调姿路径向所述上壁板调姿定位装置和所述下壁板调姿定位装置发送控制信号；所述激光测量装置用于测量预设在所述上壁板调姿定位装置和所述下壁板调姿定位装置上夹持的上壁板和下壁板的测量点获得测量数据，并将所述测量数据发送至集成控制装置。

【技术特征摘要】
1.一种用于飞机机翼整体壁板调姿定位系统，其特征在于，所述系统包括：上壁板调姿定位装置、下壁板调姿定位装置、集成控制装置和激光测量装置；所述上壁板调姿定位装置和所述下壁板调姿定位装置分别用于夹持上壁板和下壁板，并通过接收到集成控制装置发送的控制信号对上壁板和下壁板进行调姿定位；所述集成控制装置用于根据激光测量装置测量所述上壁板调姿定位装置和所述下壁板调姿定位装置上夹持的上壁板和下壁板获得的测量数据生成调姿路径，并根据所述调姿路径向所述上壁板调姿定位装置和所述下壁板调姿定位装置发送控制信号；所述激光测量装置用于测量预设在所述上壁板调姿定位装置和所述下壁板调姿定位装置上夹持的上壁板和下壁板的测量点获得测量数据，并将所述测量数据发送至集成控制装置。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述上壁板调姿定位装置包括：上壁板保形架、第一数控定位器、第二数控定位器、第三数控定位器和第四数控定位器；所述上壁板保形架用于夹持上壁板，所述第一数控定位器、第二数控定位器、第三数控定位器和第四数控定位器横向依次固定在上壁板保形架的同一侧，所述第一数控定位器、第二数控定位器、第三数控定位器和第四数控定位器接收所述集成控制装置发送的控制信号，控制上壁板保形架带动上壁板进行调姿定位。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述上壁板保形架包括上壁板框架、工艺接头、外形卡板、带外形卡板的工艺接头和工艺球头；所述上壁板框架的一个侧面通过所述工艺球头与所述第一数控定位器、第二数控定位器、第三数控定位器和第四数控定位器连接，所述上壁板框架的另一个侧面上设置有所述外形卡板，用于保持机翼整体壁板外形；所述工艺接头和所述带外形卡板的工艺接头的一端通过螺栓固定在上壁板上，所述工艺接头和所述带外形卡板的工艺接头的另一端通过螺栓固定在所述上壁板框架的与所述外形卡板同一个侧面上。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述下壁板调姿定位装置包括：下壁板保形架、第一数控定位器、第二数控定位器、第三数控定位器和第四数控定位器；所述下壁板保形架用于夹持下壁板，所述第一数控定位器、第二数控定位器、第三数控定位器和第四数控定位器横向依次固定在下壁板保形架的同一侧，所述第一数控定位器、第二数控定位器、第三数控定位器和第四数控定位器接收所述集成控制装置发送的控制信号，控制下壁板保形架带动下壁板进行调姿定位。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述下壁板保形架包括下壁板框架、工艺接头、外形卡板、带外形卡板的工艺接头和工艺球头；所述下壁板框架的一个侧面通过所述工艺球头与所述第一数控定位器、第二数控定位器、第三数控定位器和第四数控定位器连接，所述下壁板框架的另一个侧面上设置有所述外形卡板，用于保持机翼整体壁板外形；所述工艺接头和所述带外形卡板的工艺接头的一端通过螺栓固定在下壁板上，所述工艺接头和所述带外形卡板的工艺接头的另一端通过螺栓固定在所述下壁板框架的...

【专利技术属性】
技术研发人员：荆道艳，薛贵军，肖庆东，张杨，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11