平板件的全自動鉆鉚定位方法
【專利摘要】一種平板件的全自動鉆鉚定位算法，屬于飛機裝配制造【技術(shù)領(lǐng)域】。具體為：根據(jù)數(shù)模和圖紙中定義的鉚接點位置，確定離散分布的鉚接點的坐標(biāo)值：任意選取兩個特征點P1、P2建立局部坐標(biāo)系O1X1Y1，通過所建立的局部坐標(biāo)系，表達出所有鉚接點的坐標(biāo)值；在數(shù)控托架中固定待鉆鉚的產(chǎn)品，移動數(shù)控托架使選取點P1、P2移動到鉆鉚的目標(biāo)位置，記錄下數(shù)控車床的X、Y方向的坐標(biāo)值；將所有待鉚接點在局部坐標(biāo)系O1X1Y1下的坐標(biāo)值轉(zhuǎn)化為托架絕對坐標(biāo)系OXY下的坐標(biāo)值。本發(fā)明通過采集產(chǎn)品上的兩個特征點的坐標(biāo)值，采用坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方式獲得所有鉚接點的絕對坐標(biāo)值，減少由于工裝制造誤差、產(chǎn)品定位誤差等環(huán)節(jié)，提高了產(chǎn)品的定位精度。
【專利說明】平板件的全自動鉆鉚定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于飛機裝配制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為ー種平板件的全自動鉆鉚定位算法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在飛機制造領(lǐng)域已廣泛采用了全自動鉆鉚技術(shù)，全自動鉆鉚具有鉚接質(zhì)量穩(wěn)定、鉚接效率高等特點。全自動鉆鉚系統(tǒng)包括了自動鉆鉚機主體和五軸數(shù)控托架系統(tǒng)兩部分組成。產(chǎn)品的定位和夾緊依靠固定在數(shù)控托架上的エ裝來完成。在全自動鉆鉚過程中，托架按照數(shù)控程序的指令控制五個運動軸運動實現(xiàn)鉚接點的定位、數(shù)控托架的旋轉(zhuǎn)角度(對應(yīng)A角)、數(shù)控托架的俯仰角度(對應(yīng)B角)，然后鉆鉚機在鉚接點到位后開始鉆鉚，然后數(shù)控托架再移動到下ー個點，依次類推，完成整個產(chǎn)品的鉚接工作。飛機的結(jié)構(gòu)件中存在較多的平板件，如腹板類，飛機結(jié)構(gòu)梁。飛機機翼等需要應(yīng)用全自動鉆鉚技術(shù)提高鉚接質(zhì)量和鉚接效率。目前全自動鉆鉚機主要分為龍門式和C型框式結(jié)構(gòu)，其中C型框式結(jié)構(gòu)因其結(jié)構(gòu)相對簡單，成本較低，技術(shù)也相對成熟，得到大范圍的應(yīng)用。C型全自動鉆鉚機采用鉆鉚機主體固定不同，數(shù)控托架移動的形式實現(xiàn)產(chǎn)品的定位與鉚接。托架的移動采用數(shù)控代碼的形式控制托架的運動，因此鉚接點的位置的計算就變成了程序運行的核心。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對平板件的結(jié)構(gòu)特點，本發(fā)明提供ー種平板件的全自動鉆鉚定位算法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]本發(fā)明ー種平板件的全自動鉆鉚定位方法，包括如下步驟:
[0006]( I)根據(jù)數(shù)模和圖紙要求設(shè)置平板件的鉚接點，為大量離散的分布點，從所述鉚接點中選取兩個點P1、P2建立ー個局部坐標(biāo)系01X1Y1，利用數(shù)模和圖紙測量計算得出所有鉚接點在該局部坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值；
[0007](2)在平板件進行自動鉆鉚之前，手動移動數(shù)控托架，使P1、P2點移動到鉚接位置，記錄PU P2點對應(yīng)的機床坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值；
[0008](3)通過坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，將所有待鉚接點在局部坐標(biāo)系OlXlYl下的坐標(biāo)值轉(zhuǎn)化為數(shù)控托架絕對坐標(biāo)系OXY下的坐標(biāo)值。
[0009]所述鉚接點在局部坐標(biāo)系OlXlYl下的坐標(biāo)值轉(zhuǎn)化為數(shù)控托架絕對坐標(biāo)系OXY下的坐標(biāo)值的方法為:
[0010]設(shè)P點為蒙皮上的任意ー個加工點，e為兩個坐標(biāo)系之間的夾角，已知P點在蒙皮局部坐標(biāo)系OlXlYl下的坐標(biāo)為(PX ' ,PY ; )，P1點在數(shù)控托架絕對坐標(biāo)系OXY下的坐標(biāo)值(PX1，PY1)，P2點在數(shù)控托架絕對坐標(biāo)系OXY下的坐標(biāo)值(PX2，PY2)，則P點在數(shù)控托架絕對坐標(biāo)系下的坐標(biāo)(X，Y):
[0011]e =Atan ( (PY2-PY1) / (PX2-PX1))
[0012]X= P X ; +PX1XC0S( 0 ) — PY1XSIN( 0 )
[0013]Y=PY' +PY1XC0S( 0 )+PXlXSIN( 0 )。[0014]本發(fā)明的有益效果是:
[0015]1.本發(fā)明可以通過采集產(chǎn)品上的兩個特征點的坐標(biāo)值，采用坐標(biāo)系偏移的方式便可以獲得整個坐標(biāo)系中所有鉚接點的絕對坐標(biāo)值，減少由于工裝制造誤差、產(chǎn)品定位誤差等環(huán)節(jié)，提聞了廣品的定位精度。
[0016]2.簡化了工裝的結(jié)構(gòu)，因為采用本發(fā)明的方法，產(chǎn)品只需要在工裝上“夾緊”，產(chǎn)品的具體位置由采集點的坐標(biāo)計算出來，大大簡化了工裝的結(jié)構(gòu)，降低了對于工裝的精度要求，降低了工裝的成本。
[0017]3.由于產(chǎn)品在工裝上只起到“夾緊”的作用，因此整個工裝可以實現(xiàn)多塊不同平板件的鉚接工作，使其工裝具有較強的通用性和柔性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明平板件的局部坐標(biāo)系示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明數(shù)控機床的絕對坐標(biāo)系示意圖。
[0020]圖中:P1、P2為任意選取的兩個特征點，OlXlYl為壁板本身的局部坐標(biāo)系，OXY為數(shù)控托架絕對坐標(biāo)系。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0022]實施例1:如圖1所示，本發(fā)明主要是基于平板件的全自動鉆鉚定位方法。平板件因為在Z方向上和水平面平行，而且不需要調(diào)整A角，因此算法的核心就是計算在二維方向上鉚接點的位置。
[0023]本發(fā)明的具體步驟如下:
[0024]1.對于平板件來說，鉚接點位置由客戶的數(shù)模和圖紙給出。如圖1所示，所述鉚接點是一些離散的分布點，為了能夠用坐標(biāo)的形式表達出來這些離散的坐標(biāo)點的坐標(biāo)值，任意選取兩個特征點，例如Pl、P2，來建立一個局部坐標(biāo)系OlXlYl，Pl點為局部坐標(biāo)系OlXlYl的原點，通過建立局部坐標(biāo)系，通過坐標(biāo)的形式表達出所有離散的分布點的坐標(biāo)值；
[0025]2.在數(shù)控托架中固定待鉆鉚產(chǎn)品，手動移動數(shù)控托架使選取的特征點P1、P2移動到鉆鉚的目標(biāo)位置，即鉆頭的正下方，記錄下數(shù)控車床的X、Y方向的坐標(biāo)值；
[0026]3.通過坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，將所有待鉚點在局部坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值轉(zhuǎn)化為絕對坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值，如圖2所示，其中坐標(biāo)系OlXlYl為壁板本身的局部坐標(biāo)系，坐標(biāo)系OXY為數(shù)控托架絕對坐標(biāo)系。
[0027]所述待鉚接點在局部坐標(biāo)系OlXlYl下的坐標(biāo)值轉(zhuǎn)化為托架絕對坐標(biāo)系OXY下的坐標(biāo)值的方法為:
[0028]設(shè)P點為蒙皮上的任意一個加工點，Θ為兩個坐標(biāo)系之間的夾角，已知P點在蒙皮局部坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為(PX ' ,PY ; )，Pl點在機床絕對坐標(biāo)系OXY下的坐標(biāo)值(PXl，PYl)，P2點在機床絕對坐標(biāo)系OXY下的坐標(biāo)值(PX2，PY2);則P點在絕對坐標(biāo)系下的坐標(biāo)(X，Y):
[0029]Θ =Atan ( (PY2-PY1) / (PX2-PX1))
[0030]X=PX ; +PXl X COS ( Θ ) — PYl X SIN ( Θ )
[0031]Y=PY ; +PY1XC0S( Θ )+PXlXSIN( Θ )。
【權(quán)利要求】
1.ー種平板件的全自動鉆鉚定位方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)根據(jù)數(shù)模和圖紙要求設(shè)置平板件的鉚接點，為大量離散的分布點，從所述鉚接點中選取兩個點P1、P2建立ー個局部坐標(biāo)系01X1Y1，利用數(shù)模和圖紙測量計算得出所有鉚接點在該局部坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值； (2)在平板件進行自動鉆鉚之前，手動移動數(shù)控托架，使P1、P2點移動到鉚接位置，記錄Pl、P2點對應(yīng)的機床坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值； (3)通過坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，將所有待鉚接點在局部坐標(biāo)系OlXlYl下的坐標(biāo)值轉(zhuǎn)化為數(shù)控托架絕對坐標(biāo)系OXY下的坐標(biāo)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板件的全自動鉆鉚定位方法，其特征在于:所述鉚接點在局部坐標(biāo)系OlXlYl下的坐標(biāo)值轉(zhuǎn)化為數(shù)控托架絕對坐標(biāo)系OXY下的坐標(biāo)值的方法為: 設(shè)P點為蒙皮上的任意ー個加工點，9為兩個坐標(biāo)系之間的夾角，已知P點在蒙皮局部坐標(biāo)系OlXlYl下的坐標(biāo)為(PX ' ,PY ; )，P1點在數(shù)控托架絕對坐標(biāo)系OXY下的坐標(biāo)值(PXLPYl)，P2點在數(shù)控托架絕對坐標(biāo)系OXY下的坐標(biāo)值(PX2，PY2)，則P點在數(shù)控托架絕對坐標(biāo)系下的坐標(biāo)(X，Y):
0=Atan ( (PY2-PY1) / (PX2-PX1)) X= P X; +pxixcos(e) -pyixsin(0)
Y= P Y ; +PY1XC0S( 9 )+PXlXSIN( 0 ) ?
【文檔編號】B64F5/00GK103587719SQ201310562233
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】王陽, 宋英山 申請人:中航沈飛民用飛機有限責(zé)任公司