專利名稱：一種飛機主起交點框數(shù)字化定位裝置及安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種飛機主起交點框數(shù)字化定位裝置及安裝方法，屬于航空制造數(shù)字化裝配領(lǐng)域，。
背景技術(shù)：
飛機四個主起落架交點框是整架飛機的主要承力框，是飛機的起飛和降落受力交點，飛機四個主起落架交點框的安裝在整架飛機裝配制造中是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，對飛機的壽命具有舉足輕重的作用，目前國內(nèi)傳統(tǒng)飛機主起落架交點框的安裝，采用傳統(tǒng)固定的卡板工裝形式來完成，工裝協(xié)調(diào)部位復雜、定位精度低、裝配應力大，空間操作開敞性差，人工操作操作強度大，對飛機機型的變化適應性差。針對飛機數(shù)字化裝配技術(shù)相關(guān)設備的趨勢發(fā)展來配套。開發(fā)一種飛機主起交點框數(shù)字化安裝型架相關(guān)技術(shù)來配合國內(nèi)飛機數(shù)字化裝配技術(shù)已勢在必行。本發(fā)明針對以上需求，提出了一種飛機主起交點框數(shù)字化定位裝置及安裝方法，采用數(shù)字化定位方式，有效的解決了傳統(tǒng)工裝的不足之處，定位精度高、裝配效率高、空間開敞性好；對飛機機型的變化適應性好；有利其它作業(yè)，最關(guān)鍵的是實現(xiàn)少應力或無應力裝配，大大提高了飛機的使用壽命；目前該安裝型架已經(jīng)成功運用于國內(nèi)大飛機裝配制造中。在飛機數(shù)字化裝配領(lǐng)域中具有廣泛應用前景。專利內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種定位精度高，適應性好，裝配效率高的飛機主起交點框數(shù)字化定位裝置及安裝方法。飛機主起交點框數(shù)字化定位裝置包括主起框定位型架和實現(xiàn)數(shù)字化定位的凋姿定位器；主起框定位型架由四個相互獨立的第一主起工藝框、第二主起工藝框、第三主起工藝框、第四主起工藝框組成，通過連接梁連接固定；每個主起工藝框均設有上工藝孔和下工藝孔，在上工藝孔內(nèi)嵌入第一襯套，上工藝孔側(cè)面設有第一接頭銷軸、第一接頭壓板、第一快壓螺栓；在下工藝孔內(nèi)嵌入第二襯套，下工藝孔側(cè)面設有第二接頭銷軸、第二接頭壓板、第二快壓螺栓，在連接梁上設有第一工藝球頭座、第二工藝球頭座，在第一工藝球頭座、第二工藝球頭座上分別設有工藝球頭。用于飛機主起交點框數(shù)字化定位方法的步驟如下I)將主起框定位型架采用吊裝形式，通過設置在第一工藝球頭座和第二工藝球頭座上的工藝球頭與調(diào)姿定位器形成球鉸支撐連接；2)通過激光跟蹤儀測量第一主起工藝框上工藝孔、下工藝孔在坐標系下的坐標值；3)根據(jù)測量坐標值與飛機第一主起交點框交點孔的理論坐標相比較，并計算相應調(diào)姿定位器的調(diào)姿路徑；4)調(diào)姿定位器根據(jù)調(diào)姿路徑實現(xiàn)數(shù)字化定位，使第一主起工藝框上工藝孔、下工藝孔坐標與飛機第一主起交點框上、下交點孔的理論坐標相重合；
5)安裝飛機第一主起交點框，通過第一主起工藝框上工藝孔、下工藝孔與飛機第一主起交點框上、下交點孔配合定位；6)通過設置在上工藝孔側(cè)面的第一接頭壓板、第一快壓螺栓和設置在下工藝孔側(cè)面的第二接頭壓板、第二快壓螺栓將飛機第一主起交點框與第一主起工藝框固定；7)通過連接件使飛機第一主起交點框與壁板連接固定；8)飛機第一主起交點框安裝完成，拆卸與交點孔相配合的上工藝孔側(cè)面的第一接頭壓板、第一快壓螺栓和設置在下工藝孔側(cè)面的第二接頭壓板、第二快壓螺栓；9)重復上述步驟2) 步驟8)分別對第二主起工藝框、第三主起工藝框、第四主起 工藝框上工藝孔、下工藝孔坐標測量和定位，依次實現(xiàn)飛機第二主起交點框、第三主起交點框、第四主起交點框的數(shù)字化定位和安裝；10)將主起框定位型架吊離，四個主起交點框全部安裝完成。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果I)采用一套安裝型架，就可實現(xiàn)飛機四個不同位置的主起交點框數(shù)字化定位、安裝;2 )安裝型架通過一組調(diào)姿器單元進行姿態(tài)調(diào)整和定位，效率高、工裝成本低、開敞性好；4)安裝型架采用可拆卸結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場安裝方便，適應性好；5)安裝型架上制造有用于快速定位和連接主起交點框的上、下工藝孔，上、下工藝孔采用嵌入襯套結(jié)構(gòu)，互換性好，對主起交點粗孔孔徑變化(加工余量變化)適應性好，安裝方便。


圖I是飛機主起交點框數(shù)字化定位裝置示意圖；圖2是本發(fā)明的主起交點安裝型架結(jié)構(gòu)示意圖；圖中第一襯套I、第一接頭銷軸2、第一接頭壓板3、第一快壓螺栓4、第一主起工藝框5、第二襯套6、第二接頭銷軸7、第二接頭壓板8、第二快壓螺栓9、連接梁10、第二主起工藝框11、第三主起工藝框12、第四主起工藝框13、第一工藝球頭座14、工藝工藝球頭15、第二工藝球頭座16、激光跟蹤儀17、調(diào)姿定位器18、壁板19、飛機第一主起交點框20、飛機第一主起交點框21、飛機第一主起交點框22、飛機第一主起交點框2具體實施例方式如1、2所示，飛機主起交點框數(shù)字化定位裝置包括主起框定位型架和實現(xiàn)數(shù)字化定位的凋姿定位器18 ;主起框定位型架由四個相互獨立的第一主起工藝框5、第二主起工藝框11、第三主起工藝框12、第四主起工藝框13組成，通過連接梁10連接固定；每個主起工藝框均設有上工藝孔和下工藝孔，在上工藝孔內(nèi)嵌入第一襯套1，上工藝孔側(cè)面設有第一接頭銷軸2、第一接頭壓板3、第一快壓螺栓4 ;在下工藝孔內(nèi)嵌入第二襯套6，下工藝孔側(cè)面設有第二接頭銷軸7、第二接頭壓板8、第二快壓螺栓9，在連接梁10上設有第一工藝球頭座14、第二工藝球頭座16，在第一工藝球頭座14、第二工藝球頭座16上分別設有工藝球頭15。
用于飛機主起交點框數(shù)字化定位方法的步驟如下I)將主起框定位型架采用吊裝形式，通過設置在第一工藝球頭座14和第二工藝球頭座16上的工藝球頭15與調(diào)姿定位器18形成球鉸支撐連接；2)通過激光跟蹤儀17測量第一主起工藝框5上工藝孔、下工藝孔在坐標系下的坐標值；3)根據(jù)測量坐標值與飛機第一主起交點框20交點孔的理論坐標相比較，并計算相應調(diào)姿定位器的調(diào)姿路徑，計算過程如下；(I)建立第一主起工藝框20在三維空間中可實現(xiàn)6自由度位姿調(diào)整參考坐標系O1X1Y1Z1,同時建立全局參考坐標系0XYZ,并規(guī)定其坐標軸方向與定位器移動方向一致。O1X1Y1Z1在OXYZ中的位姿可用旋轉(zhuǎn)序列和平移矢量合成的六元組v=(x，y，z，a，0，Y )表示，其中x，y，z為O1在OXYZ中的坐標，a，P，Y為O1X1Y1Z1相對OXYZ的RPY角。O1X1Y1Z1可由OXYZ先繞X軸轉(zhuǎn)a角，繞Y軸轉(zhuǎn)P角，繞Z軸轉(zhuǎn)、角，然后再沿X軸平移X，沿Y軸平移y，沿Z軸平移z得到；(2)設第一主起工藝框20工藝球頭球心i(i=l，2，3，4)在OXYZ中的位置矢量為APi= [APn APi2 APi3]T，在 O1X1Y1Z1 中的位置矢量為 Bpi= [BpiI BPi2 BPi3]T，那么有
權(quán)利要求
1.一種飛機主起交點框數(shù)字化定位裝置，其特征在于包括主起框定位型架和實現(xiàn)數(shù)字化定位的凋姿定位器(18);主起框定位型架由四個相互獨立的第一主起工藝框(5)、第二主起工藝框(11)、第三主起工藝框(12)、第四主起工藝框(13)組成，通過連接梁(10)連接固定；每個主起工藝框均設有上工藝孔和下工藝孔，在上工藝孔內(nèi)嵌入第一襯套(1)，上工藝孔側(cè)面設有第一接頭銷軸(2)、第一接頭壓板(3)、第一快壓螺栓(4);在下工藝孔內(nèi)嵌入第二襯套(6)，下工藝孔側(cè)面設有第二接頭銷軸(7)、第二接頭壓板(8)、第二快壓螺栓(9)，在連接梁(10)上設有第一工藝球頭座(14)、第二工藝球頭座(16)，在第一工藝球頭座(14)、第二工藝球頭座(16)上分別設有工藝球頭(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種飛機主起交點框數(shù)字化定位方法，其特征在于，它的方法步驟如下 1)將主起框定位型架采用吊裝形式，通過設置在第一工藝球頭座(14)和第二工藝球頭座(16)上的工藝球頭(15)與調(diào)姿定位器(18)形成球鉸支撐連接； 2)通過激光跟蹤儀(17)測量第一主起工藝框(5)上工藝孔、下工藝孔在坐標系下的坐標值； 3)根據(jù)測量坐標值與飛機第一主起交點框(20)交點孔的理論坐標相比較，并計算相應調(diào)姿定位器的調(diào)姿路徑； 4)調(diào)姿定位器(18)根據(jù)調(diào)姿路徑實現(xiàn)數(shù)字化定位，使第一主起工藝框(5)上工藝孔、下工藝孔坐標與飛機第一主起交點框(20)上、下交點孔的理論坐標相重合； 5)安裝飛機第一主起交點框(20)，通過第一主起工藝框(5)上工藝孔、下工藝孔與飛機第一主起交點框(20)上、下交點孔配合定位； 6)通過設置在上工藝孔側(cè)面的第一接頭壓板(3)、第一快壓螺栓(4)和設置在下工藝孔側(cè)面的第二接頭壓板(8)、第二快壓螺栓(9)將飛機第一主起交點框(20)與第一主起工藝框(5)固定； 7)通過連接件使飛機第一主起交點框(20)與壁板(19)連接固定； 8)飛機第一主起交點框(20)安裝完成，拆卸與交點孔相配合的上工藝孔側(cè)面的第一接頭壓板(3)、第一快壓螺栓(4)和設置在下工藝孔側(cè)面的第二接頭壓板(8)、第二快壓螺栓(9)； 9)重復上述步驟2) 步驟8)分別對第二主起工藝框(11)、第三主起工藝框(12)第四主起工藝框(13)上工藝孔、下工藝孔坐標測量和定位，依次實現(xiàn)飛機第二主起交點框(21)、第三主起交點框(22)、第四主起交點框(23)的數(shù)字化定位和安裝； 10)將主起框定位型架吊離，四個主起交點框全部安裝完成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種飛機主起交點框數(shù)字化定位裝置及安裝方法。它包括主起框定位型架和實現(xiàn)數(shù)字化定位的凋姿定位器；主起框定位型架由四個相互獨立的第一主起工藝框、第二主起工藝框、第三主起工藝框、第四主起工藝框組成，通過連接梁連接；每個主起工藝框均設有上、下工藝孔，上工藝孔內(nèi)嵌入第一襯套，上工藝孔側(cè)面設有第一接頭銷軸、第一接頭壓板、第一快壓螺栓；在下工藝孔內(nèi)嵌入第二襯套，下工藝孔側(cè)面設有第二接頭銷軸、第二接頭壓板、第二快壓螺栓，在連接梁上設有第一工藝球頭座、第二工藝球頭座。本發(fā)明可實現(xiàn)飛機四個不同位置的主起交點框定位、安裝；安裝型架通過一組調(diào)姿器定位器進行姿態(tài)調(diào)整和定位，效率高、工裝成本低、開敞性好。
文檔編號B64F5/00GK102745340SQ20121023285
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月5日
發(fā)明者何勝強, 俞慈君, 楊國榮, 柯映林, 梁青霄, 樊新田, 黃小東 申請人:浙江大學, 西安飛機工業(yè)(集團)有限責任公司