[发明专利]复杂结构件装配系统

说明书

技术领域：

本发明涉及航空产品制造领域，尤其涉及一种复杂结构件装配系统。

背景技术：

在航空产品制造中，需要装配的零件多为复杂结构件。飞机装配就是典型的复杂结构件装配，在飞机制造过程中，装配工作占有极其重要的地位，其劳动量占整个飞机制造总劳动量的50％到60％。因此，提高复杂结构件装配的技术水平，对缩短航空产品的制造周期，提高航空产品的质量有非常重要的作用，在航空产品研制和生产过程中具有重大的意义。

目前，我国在航空制造领域对于大型复杂结构件装配，多采用基于模拟量传递方式为主的模线-样板-标准工装的工作方法。这种工作方法，针对不同装配件配置了大量复杂的、硬性的、专用的实物标准工装和装配工装，在对接装配的协调问题上采用模拟量传递模式，为了保证对接装配顺利可靠，常常在对接部位设计制造相应的巨大标准工装用于协调。在进行复杂部件对接装配时，大量采用手工定位或半自动定位，甚至采用人工的手扶肩扛操作，将各个部件被分别放在托架或拖车平台上，在相邻两部段间的对接环面上设置一圈连接孔和连接销，靠几个工人推动部件缓慢靠近另一部件，观察调整连接孔与销的位置，对准后进行手动装配。

通过对现有装配技术的研究，发明人发现：航空产品的部件，特别是大型飞机的复杂结构件十分笨重，人工定位和对接困难，装配效率低，同时由于手工操作时，对接面上孔销配合精度不高，常造成强行挤压装配，易产生应力，对疲劳强度影响大，造成装配质量不高。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种复杂结构件装配系统，使在进行航空产品的复杂结构件装配时，无需人工手动的操作部件的定位和对接，提高复杂结构件装配的精度，提高装配质量。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种复杂结构件装配系统，包括：数控装配平台子系统、数据采集与定位子系统和装配监控子系统；

所述数控装配平台子系统包括：机械装配平台、柔性定位机构和运动控制器，所述柔性定位机构设置在机械装配平台上，支撑和夹持复杂结构件，所述运动控制器设置在机械装配平台上，根据装配指令，驱动柔性定位机构调整复杂结构件的位置和姿态；

所述数据采集与定位子系统，包括设置在机械装配平台周围的定位仪，所述定位仪获取复杂结构件的位置信息，并发送到装配监控子系统；

所述装配监控子系统根据复杂结构件的位置信息、三维数字模型和设计装配参数，生成装配指令，并将装配指令发送到数控装配平台子系统的运动控制器。

优选的，所述定位仪为激光跟踪仪，所述激光跟踪仪，通过测量复杂结构件上的光学目标点位置，获取复杂结构件的位置信息。

优选的，所述复杂结构件装配系统还包括：实时检测与数据反馈子系统和装配仿真子系统；

所述实时检测与数据反馈子系统，包括设置在机械装配平台周围的激光扫描仪，所述激光扫描仪对复杂结构件进行三维扫描和数字化复制，并将获取的信息发送到装配仿真子系统；

所述装配仿真子系统，接收激光扫描仪反馈的数据，根据反馈数据生成并显示装配工作信息和装配过程的三维动态仿真。

优选的，所述实时检测与数据反馈子系统还包括：辅助机器人，所述辅助机器人设置在机械装配平台周围，夹持激光扫描仪，根据运动控制指令调整位置，控制激光扫描仪的扫描范围。

优选的，所述复杂结构件装配系统还包括：

数据管理子系统，用于存储复杂结构件的三维数字模型、设计装配参数和装配工作信息。

应用本发明实施例所提供的技术方案，设置的运动控制器根据控制指令，驱动柔性定位机构调整复杂结构件的姿态和位置，根据预设的装配参数，和实时检测到的复杂结构件的位置信息生成控制指令，执行装配的动作，直至将复杂结构件运送到目标位置的公差允许范围内，实现了复杂结构件的自动的装配，无需人工手动的操作部件的定位和对接，提高了复杂结构件装配的精度，提高了装配质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的复杂结构件装配系统结构示意图；

图2为本发明实施例提供的复杂结构件装配系统的具体结构示意图；

图3为本发明实施例提供的复杂结构件装配系统的装配流程示意图。

具体实施方式