一种用于飞行器装配时数字化定位的定位系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于飞行器装配时数字化定位的定位系统：包括激光三维高精度测量设备、定位装置、定位装置标定杆和计算机，一种用于飞行器装配时数字化定位的定位系统的定位方法，包括以下步骤：1）使用激光三维高精度测量设备，搭建三维高精度测量网络，并对搭建的三维高精度测量网络进行精度校准；2）将定位装置标定杆安装至合作目标，在所述步骤1）搭建的三维高精度测量网络内对定位装置进行校准；3）完成定位装置校准后，将定位装置标定杆更换为定位装置，安装至合作目标；4）在步骤1）搭建的三维高精度测量网络内移动固连在一起的定位装置与合作目标，当定位装置移动到系统件定位孔位置时，进行定位、打点工作。

A digital positioning system and method for aircraft assembly

【技术实现步骤摘要】
一种用于飞行器装配时数字化定位的定位系统及方法
本专利技术涉及数字化定位装置结构，应用于飞行器制造过程中需要确定安装位置的地方，利用高精度激光三坐标测量设备配合打点定位装置，实现飞行器系统件的高精度定位、飞行器水平测量点的打制等，属于装备制造领域。
技术介绍
在飞行器装配中用于安装管路、线缆、成品的小型紧固件、结构件等。这些系统件遍布于飞行器的液压、气动、燃油等系统中。本专利涉及的水平测量主要是对飞行器水平测量点位置进行标记。在飞行器的液压、燃油、电气等系统中，均布满了对整机性能起着重要作用的连接管路和电缆，管路和电缆的装配位置均通过系统件进行实现，而针对管路和电缆的制造装配方法为：首先对各管路和电缆的系统件进行定位，然后根据该系统件的位置对相应管路和电缆进行铺设。如果系统件的定位存在误差，将直接影响管路和电缆装配，造成管路装配应力或间隙不足等问题，对管路和电缆的使用寿命产生严重影响，甚至对装备可靠性和安全性产生影响。针对系统件的传统定位方法主要为：划线定位法和钻模定位法。如图1所示代表划线定位方法：首先确定相对基准1和相对基准2，然后使用钢板尺3和划线笔，在距离相对基准1的距离为X处绘制直线A，在距离相对基准2的距离为Y处绘制直线B，两直线的交点即为系统件定位孔的位置；如图2所示代表钻模定位方法：将专用定位模具4的定位面分别与相对基准1和相对基准2接触，然后运用气钻在专用定位模具4的定位通孔中钻孔，完成系统件的钻孔定位。然而，采用以上两种定位方法存在以下不足：1）划线定位方法精度低。2）钻模定位方法虽然精度较高，但每个系统件都需要制作专用的模具，成本较高，且通用性不好，如果发生系统件定位信息的更改，则相应的模具也需要随之更改；3）两种定位方法均采用的相对基准进行系统件的定位，对所选择的基准的加工制造精度要求较高，如果相对基准的制造精度存在误差，同时也会引起系统件的定位存在误差。
技术实现思路
为了实现飞行器制造过程中对管路、电缆、成品等系统件的三维高精度安装定位，并且尽可能减少操作人员的专业技术要求，降低所选相对基准的加工制造精度，我们专利技术了一种配合三维高精度测量设备使用的产品装配时系统件、成品等安装的数字化定位装置，包括在产品上用笔打圆点和用探针打坑点两种结构的定位装置。本专利技术的目的是通过以下方案实现的：一种用于飞行器装配时数字化定位的定位系统：包括激光三维高精度测量设备、定位装置、定位装置标定杆和计算机，测量设备设有合作目标；数据传输处理器分别与测量设备、计算机、合作目标进行数据连接；定位装置包括定位装置外套、内滑块、复位弹簧、触发装置和内轴，内轴与内滑块紧密连接，内滑块前端与定位装置外套之间设置复位弹簧，触发装置穿过定位装置外套与内滑块卡接，定位装置外套前端设有孔，内轴前端顶尖可从定位装置外套前端孔中伸出。所述合作目标包括激光跟踪仪合作靶球、激光雷达反射目标球、反射靶点、API激光扫描系统i360。所述触发装置包括：按压式触发装置、手动触发装置和自动触发装置。一种用于飞行器装配时数字化定位的定位系统的定位方法，包括以下步骤：1）使用激光三维高精度测量设备，搭建三维高精度测量网络，并对搭建的三维高精度测量网络进行精度校准；2）将定位装置标定杆安装至合作目标，在所述步骤1）搭建的三维高精度测量网络内对定位装置进行校准；3）完成定位装置校准后，将定位装置标定杆更换为定位装置，安装至合作目标；4）在步骤1）搭建的三维高精度测量网络内移动固连在一起的定位装置与合作目标，当定位装置移动到系统件定位孔位置时，进行定位、打点工作。所述校准精度的范围为0～0.1mm。工作原理：本专利技术的基本思路是：首先，使用高精度激光测量设备，搭建三维高精度测量网络，对三维测量网络进行精度校准；然后，安装定位装置标定杆至合作目标6的通用螺纹接口，对定位装置进行校准，完成定位装置校准后，更换定位装置至通用螺纹接口；最后，在测量网络内移动固连在一起的定位装置7与合作目标6至系统件定位孔位置，按动触发装置，定位装置的内轴14与内滑块11共同向待加工工件表面移动，内轴在工件表面留下标记点，实现大型装备系统件定位、打点工作。基于以上基本思路，本专利技术的定位装置在数字化定位系统的连接，如图3所示，包括：激光三维高精度测量设备5、定位装置7、定位装置标定杆、计算机8，其中，激光三维高精度测量设备5设有合作目标6；激光三维高精度测量设备5与数据传输处理器9运用电源及数据线端部的紧定装置实现数据传输的稳定性；数据传输处理器9通过网线与计算机8连接，运用网线能实现实时传输数据，并且能够传输较大的数据量；合作目标6与数据传输处理器9同样进行数据连接。如图4所示，定位装置7包括定位装置外套10、内滑块11、复位弹簧12、触发装置13和内轴14，其中，内轴14与内滑块11紧密连接，并具有同轴度要求，定位装置外套10前端设有孔，内轴14前端顶尖可从定位装置外套10前端孔中伸出，内滑块11前端与定位装置外套10之间抵接有复位弹簧12，触发装置13穿过定位装置外套10与内滑块11卡接；触发装置13带动内滑块11克服弹簧12阻力，沿轴向向前端滑动，与内滑块11紧密连接的内轴14与内滑块11一同向前移动，直至内轴11前端顶尖从定位装置外套10前端孔伸出；松开触发装置，在复位弹簧12的弹簧力作用下，内轴14随内滑块11一通向后移动复位，内轴14前端顶尖缩回定位装置外套10内部。定位装置7通过外套10上的外连接螺纹与合作目标6的内连接螺纹进行旋合连接，使用扳手使其实现紧固旋接。本专利技术的定位装置实现了飞行器产品装配时系统件、成品高精度定位，如图5所示，包括以下步骤：步骤一：激光三维高精度测量设备5与数据传输处理器9通过电源、数据线进行连接，数据传输处理器9与计算机8通过网线连接，数据传输处理器9与合作目标通过网线或无线网络进行数据连接；步骤二：分别连通激光三维高精度测量设备5和计算机8的电源，打开预先安装在计算机8内的激光三维高精度测量设备操作软件；步骤三：布置激光三维高精度测量设备5，并利用激光三维高精度测量设备5自带的标定装置对激光三维高精度测量设备5进行标定，在激光三维高精度测量设备操作软件内组建三维高精度测量网络；步骤四：通过激光三维高精度测量设备操作软件对步骤三组件的三维测量网络进行精度评价，如果在可达性良好的测量范围内，且保证其测量精度为δ，取δ≤0.05mm为适宜，进行下一步；步骤五：将合作目标6在步骤三组件的三维高精度测量网络内进行试测，确保合作目标在三维测量网络内可见度达到98%，进入下一步；步骤六：将定位装置标定杆安装至合作目标6，定位装置标定杆结构如图6所示，定位装置标定杆尾端螺纹与合作目标6通用螺纹连接接口螺纹连接，并将校准工具布置在三维高精度测量网络内，定位装置标定杆与定位装置7的长度在理想情况下应相等，定位装置标定杆的长度L1与定位装置7的长度L2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于飞行器装配时数字化定位的定位系统其特征在于包括:激光三维高精度测量设备、定位装置、定位装置标定杆和计算机，测量设备设有合作目标；数据传输处理器分别与测量设备、计算机、合作目标进行数据连接；定位装置包括定位装置外套、内滑块、复位弹簧、触发装置和内轴，内轴与内滑块紧密连接，内滑块前端与定位装置外套之间设置复位弹簧，触发装置穿过定位装置外套与内滑块卡接，定位装置外套前端设有孔，内轴前端顶尖可从定位装置外套前端孔中伸出。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于飞行器装配时数字化定位的定位系统其特征在于包括:激光三维高精度测量设备、定位装置、定位装置标定杆和计算机，测量设备设有合作目标；数据传输处理器分别与测量设备、计算机、合作目标进行数据连接；定位装置包括定位装置外套、内滑块、复位弹簧、触发装置和内轴，内轴与内滑块紧密连接，内滑块前端与定位装置外套之间设置复位弹簧，触发装置穿过定位装置外套与内滑块卡接，定位装置外套前端设有孔，内轴前端顶尖可从定位装置外套前端孔中伸出。


2.根据权利要求1所述一种用于飞行器装配时数字化定位的定位系统其特征在于：所述合作目标包括激光跟踪仪合作靶球、激光雷达反射目标球、反射靶点、API激光扫描系统i360。


3.根据权利要求1所述一种用于飞行器装配时数字化定位的定位系统其特征在于：所述触...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴兴江，刘涛，孟璐，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51