CN112340054B - 一种飞机大部件多轴主随动调姿方法及调姿装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种飞机大部件多轴主随动调姿方法及调姿装置，围绕数控***的多轴主随动运动，四组数控***配合球头，球窝实现调姿飞机大部件XYZ轴的移动和旋转调姿，调整过程中不产生外部应力。
Description
技术领域
本发明属于航空飞机大部件调姿技术领域，具体地说，涉及一种飞机大部件多轴主随动调姿方法及调姿装置。
背景技术
随着科技的不断进步与发展，飞机的升级换代及制造水平的提高，对飞机装配技术提出了高质量、高效率、低成本并能适应多品种产品的生产要求，对飞机自动化装配技术的需求越来越强烈，而各种新的装配工艺技术与计算机技术的飞跃发展使得民用飞机数字化、自动化装配的实现具备了必要的技术基础。先进国家的航空企业已经开发并应用了飞机数字化、自动化装配技术于多种民用飞机的研制生产中，取得了显著成效，但是数字化调姿过程中多轴的协同运动以保证飞机大部件不受外部应力，保证产品的装配质量，是一个需要不断完善与简化的问题。
发明内容
本发明针对现有技术的上述需求，提出了一种飞机大部件多轴主随动调姿方法及调姿装置，围绕数控***的多轴主随动运动，四组数控***配合球头，球窝实现调姿飞机大部件角度调整，调整过程中不产生外部应力。
本发明具体实现内容如下：
本发明提出了一种飞机大部件多轴主随动调姿方法，基于飞机大部件多轴主随动调姿装置，所述方法通过1号数控***、2号数控***、3号数控***、4号数控***中两个数控***的运动轴联动实现多轴主随动调姿；具体为：
在对飞机大部件进行X轴方向移动时，控制2号数控***和4号数控***在X运动轴方向运动带动1号数控***和3号数控***在X运动轴方向运动，1号数控***、2号数控***、3号数控***、4号数控***的Z运动轴和Y运动轴保持不动；保证四个数控***中两个在X运动轴方向联动，两个在X轴方向随动；
在对飞机大部件进行Y轴方向移动时，控制1号数控***和2号数控***在Y运动轴方向运动带动3号数控***和4号数控***在Y运动轴方向运动，1号数控***、2号数控***、3号数控***、4号数控***的其余运动轴保持不动；
在对飞机大部件进行Z轴方向移动时，控制1号数控***、2号数控***、3号数控***、4号数控***的Z运动轴运动，1号数控***、2号数控***、3号数控***、4号数控***的X运动轴和Y运动轴保持不动；
在对飞机大部件进行绕X轴方向旋转时，控制1号数控***和2号数控***在Z运动轴方向运动带动3号数控***和4号数控***在Y运动轴方向随动，1号数控***、2号数控***、3号数控***、4号数控***的其余运动轴保持不动；
在对飞机大部件进行绕Y轴方向旋转时，控制2号数控***和4号数控***在Z运动轴方向运动带动1号数控***和3号数控***在X运动轴方向随动，1号数控***、2号数控***、3号数控***、4号数控***的其余运动轴保持不动；
在对飞机大部件进行绕Z轴方向旋转调姿时，保持2号数控***的XYZ运动轴不动，通过所述4号数控***在X运动轴方向运动以及1号数控***在Y运动轴方向运动进行调姿。
本发明还提出了一种飞机大部件多轴主随动调姿方法，基于飞机大部件多轴主随动调姿装置，在对飞机大部件进行X轴方向移动时，控制2号数控***和4号数控***在X运动轴方向运动带动1号数控***和3号数控***在X运动轴方向运动，1号数控***、2号数控***、3号数控***、4号数控***的Z运动轴和Y运动轴保持不动。
本发明还提出了一种飞机大部件多轴主随动调姿方法，基于飞机大部件多轴主随动调姿装置，在对飞机大部件进行Y轴方向移动时，控制1号数控***和2号数控***在Y运动轴方向运动带动3号数控***和4号数控***在Y运动轴方向运动，1号数控***、2号数控***、3号数控***、4号数控***的其余运动轴保持不动。
本发明还提出了一种飞机大部件多轴主随动调姿方法，基于飞机大部件多轴主随动调姿装置，在对飞机大部件进行Z轴方向移动时，控制1号数控***、2号数控***、3号数控***、4号数控***的Z运动轴运动，1号数控***、2号数控***、3号数控***、4号数控***的X运动轴和Y运动轴保持不动。
本发明还提出了一种飞机大部件多轴主随动调姿方法，基于飞机大部件多轴主随动调姿装置，在对飞机大部件进行绕X轴方向旋转时，控制1号数控***和2号数控***在Z运动轴方向运动带动3号数控***和4号数控***在Y运动轴方向随动，1号数控***、2号数控***、3号数控***、4号数控***的其余运动轴保持不动。
本发明还提出了一种飞机大部件多轴主随动调姿方法，基于飞机大部件多轴主随动调姿装置，在对飞机大部件进行绕Y轴方向旋转时，控制2号数控***和4号数控***在Z运动轴方向运动带动1号数控***和3号数控***在X运动轴方向随动，1号数控***、2号数控***、3号数控***、4号数控***的其余运动轴保持不动。
本发明还提出了一种飞机大部件多轴主随动调姿方法，基于飞机大部件多轴主随动调姿装置，在对飞机大部件进行绕Z轴方向旋转调姿时，保持2号数控***的XYZ运动轴不动，通过所述4号数控***在X运动轴方向运动以及1号数控***在Y运动轴方向运动，2轴联动实现调姿。
为了更好地实现本发明，进一步地，设所述4号数控***在X运动轴方向与所述1号数控***在Y运动轴方向上的运动距离分别为
和
：
所述
和
满足关系：
其中：
为所述1号数控***和所述2号数控***之间的球头距离；
本发明还提出了一种飞机大部件多轴主随动调姿装置，用于对飞机大部件进行调姿对合，包括整体骨架、以及安装在整体骨架上的下部定位调整组件、上部定位调整组件、定位校验组件；
所述整体骨架为框架面板结构，所述下部定位调整组件设置在框架面板结构上，所述上部定位调整组件包括两两分布在框架面板结构两侧的上部定位调整架体，及分别设置在上部定位调整架体上用于调姿的上部调整数控***；所述上部调整数控***都能进行XYZ三轴方向的运动；
所述定位校验组件包括用于对下部定位调整组件进行定位校验检测的24框定位检验组件，及用于对上部定位调整组件进行定位校验检测的1框定位校验组件；
所述上部调整数控***包括位于整体骨架左侧前段的1号数控***、位于整体骨架左侧后段的3号数控***、位于整体骨架右侧前段的2号数控***、位于整体骨架右侧后段的4号数控***；
所述1号数控***、2号数控***、3号数控***、4号数控***上都设置有球头及用于安装球头的球窝。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述下部定位调整组件还包括23框定位调整组件、9框定位调整组件、1框定位调整组件；所述23框定位调整组件、9框定位调整组件、1框定位调整组件安装在整体骨架上，且为可上下升降调整的结构；
还包括滑动导轨，所述滑动导轨安装在整体骨架上，且所述24框定位检验组件通过滑动导轨实现与整体骨架的滑动连接。
本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：
保证了飞机大部件不受外部应力，保证了产品的装配质量。
附图说明
图1为数控***的定位示意图；
图2为本发明绕X轴和Y轴角度调姿的示意图；
图3为绕Z轴方向调姿的示意图；
图4为本发明装置示意图；
图5为上部定位调整组件的示意图；
图6为下部定位调整组件的示意图。
其中：1、整体骨架，2、24框定位校验组件，3、下部定位调整组件，4、上部定位调整组件，5、1框定位调整组件，6、上部调整数控***，7、滑动导轨，8、23框定位调整组件，9、9框定位调整组件，10、1框定位调整组件，11、1号数控***，12、2号数控***，13、3号数控***，14、4号数控***，15、球窝，16、球头，17、飞机大部件。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
本发明提出了一种飞机大部件多轴主随动调姿方法，如图1、如图2、如图3所示，基于飞机大部件多轴主随动调姿装置，所述方法通过1号数控***11、2号数控***12、3号数控***13、4号数控***14中两个数控***的运动轴联动实现多轴主随动调姿；具体为：
在对飞机大部件17进行X轴方向移动时，控制2号数控***12和4号数控***14在X运动轴方向运动带动1号数控***11和3号数控***13在X运动轴方向运动，1号数控***11、2号数控***12、3号数控***13、4号数控***14的Z运动轴和Y运动轴保持不动；保证四个数控***中两个在X运动轴方向联动，两个在X轴方向随动；
在对飞机大部件17进行Y轴方向移动时，控制1号数控***11和2号数控***12在Y运动轴方向运动带动3号数控***13和4号数控***14在Y运动轴方向运动，1号数控***11、2号数控***12、3号数控***13、4号数控***14的其余运动轴保持不动；
在对飞机大部件17进行Z轴方向移动时，控制1号数控***11、2号数控***12、3号数控***13、4号数控***14的Z运动轴运动，1号数控***11、2号数控***12、3号数控***13、4号数控***14的X运动轴和Y运动轴保持不动；
在对飞机大部件17进行绕X轴方向旋转时，控制1号数控***11和2号数控***12在Z运动轴方向运动带动3号数控***13和4号数控***14在Y运动轴方向随动，1号数控***11、2号数控***12、3号数控***13、4号数控***14的其余运动轴保持不动；
在对飞机大部件17进行绕Y轴方向旋转时，控制2号数控***12和4号数控***14在Z运动轴方向运动带动1号数控***11和3号数控***13在X运动轴方向随动，1号数控***11、2号数控***12、3号数控***13、4号数控***14的其余运动轴保持不动；
在对飞机大部件17进行绕Z轴方向旋转调姿时，保持2号数控***12的XYZ运动轴不动，通过所述4号数控***14在X运动轴方向运动以及1号数控***11在Y运动轴方向运动进行调姿。
实施例2：
本实施例还提出了一种飞机大部件多轴主随动调姿方法，如图2所示，基于飞机大部件多轴主随动调姿装置，在对飞机大部件17进行X轴方向移动时，控制2号数控***12和4号数控***14在X运动轴方向运动带动1号数控***11和3号数控***13在X运动轴方向运动，1号数控***11、2号数控***12、3号数控***13、4号数控***14的Z运动轴和Y运动轴保持不动。
实施例3：
本实施例还提出了一种飞机大部件多轴主随动调姿方法，如图2所示，基于飞机大部件多轴主随动调姿装置，在对飞机大部件17进行Y轴方向移动时，控制1号数控***11和2号数控***12在Y运动轴方向运动带动3号数控***13和4号数控***14在Y运动轴方向运动，1号数控***11、2号数控***12、3号数控***13、4号数控***14的其余运动轴保持不动。
实施例4：
本实施例还提出了一种飞机大部件多轴主随动调姿方法，如图3所示，基于飞机大部件多轴主随动调姿装置，在对飞机大部件17进行Z轴方向移动时，控制1号数控***11、2号数控***12、3号数控***13、4号数控***14的Z运动轴运动，1号数控***11、2号数控***12、3号数控***13、4号数控***14的X运动轴和Y运动轴保持不动。
实施例5：
本实施例还提出了一种飞机大部件多轴主随动调姿方法，基于飞机大部件多轴主随动调姿装置，在对飞机大部件17进行绕X轴方向旋转时，控制1号数控***11和2号数控***12在Z运动轴方向运动带动3号数控***13和4号数控***14在Y运动轴方向随动，1号数控***11、2号数控***12、3号数控***13、4号数控***14的其余运动轴保持不动。
实施例6：
本实施例还提出了一种飞机大部件多轴主随动调姿方法，基于飞机大部件多轴主随动调姿装置，在对飞机大部件17进行绕Y轴方向旋转时，控制2号数控***12和4号数控***14在Z运动轴方向运动带动1号数控***11和3号数控***13在X运动轴方向随动，1号数控***11、2号数控***12、3号数控***13、4号数控***14的其余运动轴保持不动。
实施例7：
本实施例还提出了一种飞机大部件多轴主随动调姿方法，基于飞机大部件多轴主随动调姿装置，在对飞机大部件17进行绕Z轴方向旋转调姿时，保持2号数控***12的XYZ运动轴不动，通过所述4号数控***14在X运动轴方向运动以及1号数控***11在Y运动轴方向运动，2轴联动实现调姿。
为了更好地实现本发明，进一步地，设所述4号数控***在X运动轴方向与所述1号数控***在Y运动轴方向上的运动距离分别为
和
：
所述
和
满足关系：
其中：
为所述1号数控***和所述2号数控***之间的球头距离；
实施例8：
本实施例还提出了一种飞机大部件多轴主随动调姿装置，如图4、图5、图6所示，用于对飞机大部件17进行调姿对合，所述装置包括整体骨架1、以及安装在整体骨架1上的下部定位调整组件3、上部定位调整组件4、定位校验组件；
所述整体骨架1为框架面板结构，所述下部定位调整组件3设置在框架面板结构上，所述上部定位调整组件4包括两两分布在框架面板结构两侧的上部定位调整架体，及分别设置在上部定位调整架体上用于调姿的上部调整数控***6；所述上部调整数控***6都能进行XYZ三轴方向的运动；
所述定位校验组件包括用于对下部定位调整组件3进行定位校验检测的24框定位检验组件2，及用于对上部定位调整组件4进行定位校验检测的1框定位校验组件5；
所述上部调整数控***6包括位于整体骨架1左侧前段的1号数控***11、位于整体骨架1左侧后段的3号数控***13、位于整体骨架1右侧前段的2号数控***12、位于整体骨架1右侧后段的4号数控***14；
所述1号数控***11、2号数控***12、3号数控***13、4号数控***14上都设置有球头16及用于安装球头16的球窝15。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述下部定位调整组件3还包括23框定位调整组件8、9框定位调整组件9、1框定位调整组件10；所述23框定位调整组件8、9框定位调整组件9、1框定位调整组件10安装在整体骨架1上，且为可上下升降调整的结构。
为了更好地实现本发明，进一步地，还包括滑动导轨7，所述滑动导轨7安装在整体骨架1上，且所述24框定位检验组件2通过滑动导轨7实现与整体骨架1的滑动连接。
工作原理：在进行上下部对合过程中首先通过所述下部定位调整组件3实现下部的精确调姿与定位，然后通过所述上部定位调整组件4实现上部与下部的精确自动化对合。
所述整体骨架1采用方钢焊接形成上下部对合整体刚性体，保证了大部件对合***的基准统一，避免了地基改造。
所述整体骨架1通过系列调平地脚螺钉与厂方地面实现连接并保证水平。
所述整体骨架1保证了***的之间的整体性。
如图4、图5、图6所示，所述上部定位调整组件4包含上部调整数控***6，实现上部自动化调整与下部对合。
上部数控***共计4组，分别可以实现X/Y/Z方向的直线运动。
如图5所示，所述下部定位调整组件3包括23框调整组件8、9框调整组件9、1框调整组件10，采用纯机械姿态调整，实现下部姿态调整。
所述24框定位检验组件2通过所述滑动导轨7滑动。
所述23框调整组件8、9框调整组件9、1框调整组件10实现下部的支撑与调整。
所述23框调整组件8、9框调整组件9、1框调整组件10通过螺旋结构实现位置调整。
所述1框定位检验组件5既实现框的定位，又完成1框姿态的检验。
所述24框定位检验组件2既实现框的定位，又完成24框姿态的检验。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种飞机大部件多轴主随动调姿装置，用于对飞机大部件（17）进行调姿对合，其特征在于，包括整体骨架（1）、以及安装在整体骨架（1）上的下部定位调整组件（3）、上部定位调整组件（4）、定位校验组件；
所述整体骨架（1）为框架面板结构，所述下部定位调整组件（3）设置在框架面板结构上，所述上部定位调整组件（4）包括两两分布在框架面板结构两侧的上部定位调整架体，及分别设置在上部定位调整架体上用于调姿的上部调整数控***（6）；所述上部调整数控***（6）都能进行XYZ三轴方向的运动；
所述定位校验组件包括用于对下部定位调整组件（3）进行定位校验检测的24框定位检验组件（2），及用于对上部定位调整组件（4）进行定位校验检测的1框定位校验组件（5）；
所述上部调整数控***（6）包括位于整体骨架（1）左侧前段的1号数控***（11）、位于整体骨架（1）左侧后段的3号数控***（13）、位于整体骨架（1）右侧前段的2号数控***（12）、位于整体骨架（1）右侧后段的4号数控***（14）；
所述1号数控***（11）、2号数控***（12）、3号数控***（13）、4号数控***（14）上都设置有球头（16）及用于安装球头（16）的球窝（15）；
基于所述飞机大部件多轴主随动调姿装置，进行以下操作：
通过1号数控***（11）、2号数控***（12）、3号数控***（13）、4号数控***（14）中两个数控***的运动轴联动实现多轴主随动调姿；具体为：
在对飞机大部件（17）进行X轴方向移动时，控制2号数控***（12）和4号数控***（14）在X运动轴方向运动带动1号数控***（11）和3号数控***（13）在X运动轴方向运动，1号数控***（11）、2号数控***（12）、3号数控***（13）、4号数控***（14）的Z运动轴和Y运动轴保持不动；保证四个数控***中两个在X运动轴方向联动，两个在X轴方向随动；
在对飞机大部件（17）进行Y轴方向移动时，控制1号数控***（11）和2号数控***（12）在Y运动轴方向运动带动3号数控***（13）和4号数控***（14）在Y运动轴方向运动，1号数控***（11）、2号数控***（12）、3号数控***（13）、4号数控***（14）的其余运动轴保持不动；
在对飞机大部件（17）进行Z轴方向移动时，控制1号数控***（11）、2号数控***（12）、3号数控***（13）、4号数控***（14）的Z运动轴运动，1号数控***（11）、2号数控***（12）、3号数控***（13）、4号数控***（14）的X运动轴和Y运动轴保持不动；
在对飞机大部件（17）进行绕X轴方向旋转时，控制1号数控***（11）和2号数控***（12）在Z运动轴方向运动带动3号数控***（13）和4号数控***（14）在Y运动轴方向随动，1号数控***（11）、2号数控***（12）、3号数控***（13）、4号数控***（14）的其余运动轴保持不动；
在对飞机大部件（17）进行绕Y轴方向旋转时，控制2号数控***（12）和4号数控***（14）在Z运动轴方向运动带动1号数控***（11）和3号数控***（13）在X运动轴方向随动，1号数控***（11）、2号数控***（12）、3号数控***（13）、4号数控***（14）的其余运动轴保持不动；
在对飞机大部件（17）进行绕Z轴方向旋转调姿时，保持2号数控***（12）的XYZ运动轴不动，通过所述4号数控***（14）在X运动轴方向运动以及1号数控***（11）在Y运动轴方向运动进行调姿。
2.如权利要求1所述的一种飞机大部件多轴主随动调姿装置，其特征在于，所述下部定位调整组件（3）还包括23框定位调整组件（8）、9框定位调整组件（9）、1框定位调整组件（10）；所述23框定位调整组件（8）、9框定位调整组件（9）、1框定位调整组件（10）安装在整体骨架（1）上，且为可上下升降调整的结构；
还包括滑动导轨（7），所述滑动导轨（7）安装在整体骨架（1）上，且所述24框定位检验组件（2）通过滑动导轨（7）实现与整体骨架（1）的滑动连接。
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