The invention provides a rigid-flexible coupling attitude adjustment system and its attitude adjustment method. The rigid-flexible coupling attitude adjustment system comprises a shape-preserving tooling, a flexible positioning and attitude adjustment component, at least three rigid NC positioning and attitude adjustment devices and a laser tracker. The conformal tooling includes: bracket, which is connected to the target workpiece; connector, which is set on the edge of the bracket; hanging part, which is fixed on the bracket. The flexible positioning and attitude adjustment component includes flexible cables and driving mechanism. The first end of the flexible cables is connected to the driving mechanism, and the second end is connected to the hanger. The rigid NC positioning and posture adjusting device is located under the conformal tooling and connected to the connector. Because there are flexible positioning and posture adjusting components and rigid NC positioning and posture adjusting devices at the same time, rigid NC positioning and posture adjusting devices can control the position and posture of the target workpiece jointly with flexible positioning and posture adjusting components in the assembly process, thus improving the accuracy of the target workpiece and the assembly quality of the target workpiece and the reference workpiece.
【技术实现步骤摘要】
刚柔耦合调姿系统及其调姿方法
本专利技术涉及数字化装配
，尤其涉及一种刚柔耦合调姿系统及其调姿方法。
技术介绍
大型飞机的壁板尺寸大、刚性弱、结构复杂，不易移动和精确调姿，且与骨架间的装配精度要求高，因此装配难度较大。例如，大型飞机机翼翼盒的上下壁板(即蒙皮结构)尺寸长达数十米，其在与机翼翼梁和翼肋组成的骨架结构对合装配时，容易发生变形。传统的机翼装配方法为立式装配，机翼壁板和骨架结构均竖直布置，这导致机翼在装配时的姿态为非正常飞行姿态，对于尺寸巨大的机翼，装配过程中会在机翼工件上产生较大的温差，从而造成较大的温度装配应力，而且对于立式装配，装配完成后需要翻转到飞机正常飞行状态，在翻转过程中同样也会造成装配应力，而装配应力的存在会降低装配质量，影响飞机性能。近些年来，为了解决上述问题，逐步开始采用机翼卧式装配方式。由于卧式装配过程中机翼为飞机正常飞行状态，装配过程中机翼工件的温差小，且不需要翻转，能够较好减小装配应力，提高装配质量。但是，在卧式装配过程中，由于壁板处于水平状态，考虑上壁板需要和下部的翼盒骨架进行装配，其能够布置数控定位调姿装置的位置只能位于壁...
【技术保护点】
1.一种刚柔耦合调姿系统，用于在装配空间内将目标工件(B)装配于基准工件，所述刚柔耦合调姿系统包括：保形工装(1)，包括：支架(11)，沿上下方向(Z)具有上侧和下侧，且支架(11)连接于目标工件(B)；至少三个连接件(12)，各连接件(12)在支架(11)的下侧固定设置于支架(11)的边缘部分；以及多个吊挂件(13)，各吊挂件(13)在支架(11)的上侧固定设置于支架(11)、并位于所述至少三个连接件(12)的周向内侧，且保形工装(1)与目标工件(B)的整体重心位于所述多个吊挂件(13)周向内侧；柔性定位调姿组件(2)，包括多根柔性钢索(21)和多个驱动机构(22)，各柔...
【技术特征摘要】
1.一种刚柔耦合调姿系统，用于在装配空间内将目标工件(B)装配于基准工件，所述刚柔耦合调姿系统包括：保形工装(1)，包括：支架(11)，沿上下方向(Z)具有上侧和下侧，且支架(11)连接于目标工件(B)；至少三个连接件(12)，各连接件(12)在支架(11)的下侧固定设置于支架(11)的边缘部分；以及多个吊挂件(13)，各吊挂件(13)在支架(11)的上侧固定设置于支架(11)、并位于所述至少三个连接件(12)的周向内侧，且保形工装(1)与目标工件(B)的整体重心位于所述多个吊挂件(13)周向内侧；柔性定位调姿组件(2)，包括多根柔性钢索(21)和多个驱动机构(22)，各柔性钢索(21)的第一端连接于对应一个驱动机构(22)、第二端连接于保形工装(1)的对应的吊挂件(13)；至少三台刚性数控定位调姿装置(3)，位于保形工装(1)和目标工件(B)下方，各台刚性数控定位调姿装置(3)连接于保形工装(1)的对应的连接件(12)；以及激光跟踪仪，用于测量保形工装(1)以及基准工件在在装配空间内的位姿。2.根据权利要求1所述的刚柔耦合调姿系统，其特征在于，各驱动机构(22)包括：基座(221)；电机(222)，固定设置于基座(221)；卷筒(223)，连接于电机(222)，且在电机(222)的作用下进行旋转运动；第一滑轮机构(224)，固定设置于基座(221)；第二滑轮机构(225)，固定设置于基座(221)且与第一滑轮机构(224)间隔设置；力传感器(226)，一端连接于基座(221)、另一端连接于第一滑轮机构(224)；以及控制器，通信连接于力传感器(226)和电机(222)；柔性钢索(21)的第一端连接于驱动机构(22)的卷筒(223)，第二端依次穿过第一滑轮机构(224)和第二滑轮机构(225)，以连接于保形工装(1)的吊挂件(13)。3.根据权利要求1所述的刚柔耦合调姿系统，其特征在于，吊挂件(13)在数量上为四个，所述四个吊挂件(13)呈矩形分布，且柔性定位调姿组件(2)的柔性钢索(21)、驱动机构(22)与吊挂件(13)在数量上均一致。4.根据权利要求1所述的刚柔耦合调姿系统，其特征在于，连接件(12)在数量上为四个，所述四个连接件(12)呈矩形分布，且刚性数控定位调姿装置(3)与连接件(12)在数量上一致。5.根据权利要求1所述的刚柔耦合调姿系统，其特征在于，各刚性数控定位调姿装置(3)包括：第一调节组件(31)，用于在上下方向(Z)上调整保形工装(1)和目标工件(B)的位姿；第二调节组件(32)，用于在纵向(Y)上调整保形工装(1)和目标工件(B)的位姿；第三调节组件(33)，用于在横向(X)上调整保形工装(1)和目标工件(B)的位姿；以及配合件(34)，与保形工装(1)的对应的连接件(12)配合并连接于第一调节组件(31)。6.根据权利要求5所述的刚柔耦合调姿系统，其特征在于，第一调节组件(31)包括：伸缩杆(311)，沿上下方向(Z)延伸并连接于配合件(34)；第一螺母(312)，连接于伸缩杆(311)；第一丝杆(313)，螺纹连接于第一螺母(312)；带轮机构(314)，连接于第一丝杆(313)；第一动力机构(315)，连接于带轮机构(314)；以及第一安装座(316)，安装伸缩杆(311)、第一丝杆(313)、带轮机构(314)以及第一动力机构(315)。7.根据权利要求5所述的刚柔耦合调姿系统，其特征在于，第二调节组件(32)包括：第二滑块(321)，连接于第一调节组件(31)；第二导轨(322)，沿纵向(Y)延伸并滑动连接于第二滑块(321)；第二螺母(323)，连接于第二滑块(321)；第二丝杆(324)，螺纹连接于第二螺母(323)；第二动力机构(325)，连接于第二丝杆(324)；以及第二安装座(326)，安装第二导轨(322)、第二丝杆(324)以及第二动力机构(325)。8.根据权利要求5所述的刚柔耦合调姿系统，其特征在于，第三调节组件(...
【专利技术属性】
技术研发人员：张继文，胡奎，吴丹，陈恳，王国磊，郭岩，褚建伟，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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