一种飞机蒙皮无余量数控铣切方法_2

文档序号:9514374阅读:来源:国知局
I相对应,所述丝母安装孔I内设有丝母I并通过丝母紧固件I紧固在上单元体I上;与丝母安装孔I对应的通孔I内设有涨紧套I并通过锁紧螺母I压紧,所述支撑杆I的一端通过依次旋入对应的丝母1、涨紧套I和锁紧螺母I安装在单元体I上,支撑杆I的一端螺接球头锁紧机构。
[0025]所述的一种飞机蒙皮无余量数控铣切方法,所述四杆支撑单元具有上单元体I1、下单元体II和四个支撑杆II,所述上单元体II和下单元体II通过紧固组件II紧固在一起构成单元体II,单元体II的两端分别设有与连接杆配合的装配孔II ;所述上单元体II的中部设有四个丝母安装孔II,所述下单元体II的中部设有四个通孔II,四个通孔II分别与四个丝母安装孔II相对应,所述丝母安装孔II内设有丝母II并通过丝母紧固件II紧固在上单元体II上;与丝母安装孔II对应的通孔II内设有涨紧套II并通过锁紧螺母II压紧,所述支撑杆II的一端通过依次旋入对应的丝母I1、涨紧套II和锁紧螺母II在单元体II上,支撑杆II的一端螺接球头锁紧机构。
[0026]所述的一种飞机蒙皮无余量数控铣切方法,所述基准支撑单元具有上单元体III和下单元体III,所述上单元体III和下单元体III通过紧固组件III紧固在一起构成单元体III,单元体III的两端分别设有与连接杆配合的装配孔III;所述上单元体III的中部设有一丝母安装孔III,所述下单元体III的中部设有一通孔III,所述通孔III与丝母安装孔III相对应,所述丝母安装孔III内设有丝母III,丝杠的一端依次穿过丝母III和通孔III安装在单元体III上,丝杠的另一端通过滑动轴承和螺母压紧在平板上;所述平板上装有机加零点适配器和装配孔适配器。
[0027]所述的一种飞机蒙皮无余量铣切柔性工装,所述球头锁紧机构具有机构上盖和机构下盖,所述机构上盖的中部具有一锥面通孔,所述机构下盖的中部具有一锥面凹槽,所述机构上盖和机构下盖通过螺钉和弹性垫圈连接扣合在一起,所述机构上盖的锥面通孔和机构下盖的锥面凹槽扣合形成一锥面型腔,球头位于锥面型腔内,机构下盖的下端设有螺纹孔,所述球头锁紧机构通过螺纹孔与双杆支撑单元或四杆支撑单元螺接进行安装,所述锥面型腔的内型面和球头之间还设有增力夹紧弹簧,所述增力夹紧弹簧的外型面与锥面型腔的内型面配合,增力夹紧弹簧的内型面与球头的球面过渡配合,所述增力夹紧弹簧外型面的中部沿其周向方向设有数个径向刚度减弱槽,增力夹紧弹簧的上下端部还设有数个轴向刚度减弱孔。
[0028]本发明具有以下有益效果:
[0029]该工艺方法使得柔性工装对吸盘或边夹紧器定位精度要求不高,无需通过保证各轴定位精度,保证吸盘定位精度。支撑单元只需具有吸盘定位、锁紧结构就可以,节省大量伺服系统费用。
[0030]装夹完成后生成的点云中有机加原点适配器点云和蒙皮点云。点云真实反映出蒙皮与机加原点相对位置,并可通过机加原点适配器直接识别出蒙皮点云的机加原点坐标系,故消除了使用装配孔定位器间接确定机加原点引入的误差。
[0031]装夹完成后生成的点云中有装配孔适配器点云和蒙皮点云。蒙皮点云真实的反映出装夹后蒙皮的形状。装配孔适配器点云可识别出蒙皮装配孔圆心点和法向。采用有限元法将蒙皮数模和蒙皮点云装配孔圆心点和法向重合定位,对蒙皮数模施加贴合压力使其与点云贴合,实现了蒙皮数模加工边界向蒙皮点云的精确映射。该方法消除了形面不一致对边界的影响。该方法允许装夹后的蒙皮毛坯形面与理论外形不一致,只要这种变形在弹性范围内即可,这降低了对工装吸盘定位精度要求。
【附图说明】
[0032]图1为实施例中简化处理后的点云。
[0033]图2为实施例中装配孔轴线及位置识别图。
[0034]图3为实施例中机加原点坐标系的识别及建立简图。
[0035]图4为实施例中有限元分析几何模型图。
[0036]图5为实施例中间隙分布云图。
[0037]图6为实施例中蒙皮边界提取图。
[0038]图7为实施例中柔性工装的示意图。
[0039]图8为图7中所示A-A剖视图。
[0040]图9为图8中所示B-B剖视图。
[0041]图10为图7中所示C-C剖视图。
[0042]图11为实施例中双杆支撑单元的示意图。
[0043]图12为图11所示双杆支撑单元的俯视图。
[0044]图13为图11中所示的A-A剖视图。
[0045]图14为实施例中四杆支撑单元的主视图。
[0046]图15为14所示中的A-A剖视图。
[0047]图16为实施例中基准支撑单元的主视图。
[0048]图17为图16的A-A剖视图。
[0049]图18为图16的B-B剖视图。
[0050]图19为实施例中球头锁紧机构的俯视图。
[0051]图20为图19所示中A-A剖视图。
[0052]图21为图19所示的详细视图A。
[0053]图22为图19所示球头锁紧机构中增力夹紧弹簧的示意图。
【具体实施方式】
[0054]—种飞机蒙皮无余量数控铣切方法
[0055]具体步骤为:
[0056](1)数模虚拟装配:依据蒙皮毛坯的形状和蒙皮毛坯上装配孔位置信息,使用柔性工装点阵规划软件将蒙皮毛坯数模和柔性工装数模装配在一起组成装配数模。装配数模中柔性工装中装配孔适配器的定位点和法线与蒙皮毛坯上的装配孔的定位点和法线重合。依据装配数模生成柔性工装上各吸盘夹持点数据,和装配孔定位器的定位点和法线数据。
[0057](2)柔性工装调形和蒙皮毛坯装夹:参照装配数模和蒙皮毛坯形状,调整柔性工装上各吸盘或边夹持器到装配数模生成的理论位置附近,协同调整柔性工装上装配孔适配器、机加原点适配器和蒙皮,使装配孔适配器定位点和法线与蒙皮装配孔位置和法线对齐,并锁紧;微调柔性工装各吸盘或边夹持器,使其能夹持住蒙皮又不产生较大附加应力,蒙皮装夹完毕。
[0058](3)扫描装夹后的蒙皮毛坯、生成点云及点云处理
[0059](3.1)扫描生成点云
[0060]采用三维扫描设备对装夹好的柔性工装和蒙皮进行扫描生成点云,对点云的数据进行简化处理,移除无关点云,最后得到如图1所示的点云信息。该点云数据包括蒙皮点云、二个装配孔适配器点云和二个机加原点适配器点云。
[0061](3.2)点云关键信息识别
[0062]分别选择出两个装配孔适配器点云,分别按最小二乘拟合出圆柱的侧面和顶面,进而计算出圆柱的轴线和装配孔圆心点数据,如图2所示;以两个机加原点适配器点云的上平面点云为数据源,拟合平面I,作为机械加工程序的X—Y面;以两个机加原点适配器点云的侧面点云为数据源,拟合平面II,平面II与X— Y面的交线作为X轴;在乂一¥面内与X轴垂直的线作为Y轴。以一个机加原点适配器点云的端面点云为数据源,拟合平面III,平面III与上述两平面的交点作为原点,按照右手法则建立直角坐标系的Z轴,如图3所示。
[0063](3.3)边界映射
[0064]将蒙皮毛坯点云数据作为单元节点,建立有限元壳网格,设置属性为刚体属性;导入蒙皮零件数模作为柔性体。以蒙皮零件数模上的两个装配孔圆心点和法线固定蒙皮毛坯点云和蒙皮零件数模,如图4所示;在蒙皮毛坯点云和蒙皮零件数模间建立无摩擦面一面接触;在蒙皮零件数模上施加压力,使蒙皮零件数模与蒙皮毛坯点云贴合,贴合度在设定的误差范围内,贴合完的模型的间隙云图如图5所示。
[0065](3.4)点云数模处理及机加程序生成
[0066]采用有限元分析后处理技术提取出蒙皮零件数模与蒙皮毛坯点云贴合后的边界节点及法线,再将边界节点及法线信息导入Catia蒙皮毛坯点云中,如图6所示。以提取出的边界信息作为数控编程的边界,以上述提取出的机加原点坐标系作为机加原点编写数控加工程序。
[0067](4)采用机床的工件定位系统,在工装上应用机加原点适配器找出蒙皮机加原点,并在机床坐标系中的修正偏差,最后实施机械加工。
[0068]实施例一种吸盘式柔性工装
[0069]如图
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