[发明专利]用于装配零件组件的方法

说明书

技术领域

本公开一般涉及用于连结零件的制造过程，且更为具体地， 涉及用于装配、对准以及连结大型复杂的零件组件的方法。

背景技术

为了补偿尺寸的变化，垫片通常用于装配与组装零件及配件。 在飞行器工业中，垫片被广泛用于装配与连结机身区段，以及将机翼 与尾部组件(垂尾与平尾组件)附装到机身。垫片(有时被称为填隙 片)被用于填补被连结组件之间的空间，该空间可由零件本身的公差 所导致。利用垫片填充在零件组件上的匹配表面之间的空间，产生了 结构更为可靠的飞行器。垫片也被用于使得零件适当地对准。

每一架飞行器的专用垫片的设计与制造可能是耗时且劳动密 集型的过程。为了确定填充空间的具体垫片的尺寸与形状，技师必须 手工测量与记录每一个空间。然后所记录的尺寸被传送到制作垫片的 机器加工车间。

上述的垫片设计与安装过程可本质上减慢飞行器的组装，尤 其是当组件在不同的地理位置被制造，并被装运到最终的装配地点时。 这部分地由以下事实所导致：即直到组件在最终的装配目的地被装配 到一起，从而空间的尺寸与形状可被确定时，才能设计与制造垫片。

已经付出努力去减少用于确定垫片尺寸所需的时间，正如在 2003年9月9日授权，并转让给波音公司的6,618,505号美国专利中所 示。该在先专利公开了用于确定垫片的尺寸的方法与设备，该方法与 设备利用数字照相测量法测量需要垫片的空间的轮廓。基于空间轮廓 的测量来计算垫片尺寸，其中该空间轮廓的测量参照限定组件之间的 理想装配的工程标准。尽管该现有技术减少了用于垫片设计所需的时 间，但是进一步的效率提高是可能的。

因此，需要一种用于装配与连结零件组件的方法，其中在所 述方法中，垫片被自动设计并制作，而无需物理地装配零件组件以便 确定潜在的空间的位置与轮廓。本公开的实施例旨在满足该需求。

发明内容

本公开所示的实施例提供了自动设计与制作垫片的方法，而 无需为了确定由垫片填充的空间的确切尺寸而连结零件组件。利用合 并的照相测量与激光跟踪技术来测量零件组件上的关键特征的位置， 其中所述合并的照相测量与激光跟踪技术产生虚拟垫片的尺寸。虚拟 垫片的尺寸被包含在数字文件中，所述数字文件可被用于利用诸如 CNC机械加工中心的自动制作装备来自动地制作垫片。自动的虚拟垫 片设计可被修正以反映零件组件在飞行器性能方面的装配效果。例如， 虚拟垫片尺寸可被调整以改变机翼相对于机身的倾角、掠角或上反角。

根据本公开的一个实施例，提供一种用于将两个零件装配到 一起的方法，该方法包括下列步骤：测定第一零件上的第一组特征的 位置；测定第二零件上的第二组特征的位置；基于位置测定，产生在 第一零件与第二零件之间的虚拟装配；以及基于所产生的虚拟装配产 生要被定位在第一零件与第二零件之间的垫片的尺寸。利用激光跟踪 器与照片测量过程可实现特征位置测量。产生虚拟装配可包括执行虚 拟名义装配，然后最优化该虚拟名义装配。虚拟装配也可包括产生第 一零件与第二零件的计算机模型，然后比较该计算机模型以确定需要 垫片的空间的形状。

根据另一个实施例，提供一种用于生产垫片的方法，其中所 述垫片用于将飞行器的零件组件装配到一起。该方法包括下列步骤： 产生分别表示第一零件组件与第二零件组件上的特征的位置的第一组 数据与第二组数据；利用第一组数据与第二组数据执行第一零件组件 与第二零件组件之间的虚拟装配；基于所述虚拟装配分析飞行器的特 征；基于分析的结果修正虚拟装配；基于修正的虚拟装配，产生至少 一个垫片的尺寸；以及，利用所产生的尺寸制作垫片。零件组件中的 一个可包括机翼，且所分析的特征可包括机翼的倾角、机翼的掠角或 机翼的上反角中的一个或多个。所产生的垫片尺寸可包括产生代表尺 寸的一组数字数据，且制作步骤可包括利用数字数据组控制用于制作 垫片的机器。执行虚拟装配可包括提供代表在第一零件组件与第二零 件组件之间的名义装配的一组数据，其包括关键几何形状特征，以及 对准第一零件组件与第二零件组件的关键几何形状特征。虚拟装配也 可包括对准在第一零件组件与第二零件组件上的第一组特征中的某些 特征，然后执行在第一零件组件与第二零件组件上的第二组特征中的 特征之间的最佳装配。