[发明专利]一种基于特征距离的模具定位方法

权利要求书

1.一种基于特征距离的模具定位方法，其步骤如下：

步骤一：模具初始摆放

蒙皮零件拉伸成形模具的初始摆放是将实际模具放置在拉形设备的坐标系中，是进行模具定位测量和拉形过程的准备工作；

模具摆放在标准垫块上，与垫块一同放置在拉形设备的坐标系中，标准垫块是工厂自制的标准件，按高度和垫块所能承的模具重量进行区分；模具初始摆放首先根据蒙皮拉形模具外形尺寸和质量，选择标准垫块；然后按照工厂工艺规程摆放垫块和模具，测量垫块顶面水平度，确保垫块放置水平，记录垫块高度H与模具特征点距模具底面高度h；

步骤二：运动设备

运动设备是将ACB FET系列横拉机的设备夹钳运动到指定位置，使夹钳特征点与模具特征点处于是同一水平面内，便于距离测量；

（1）确定坐标

确定夹钳特征点在测量时所在的坐标位置，由垫块的高度与模具特征点距模具底面的距离，确定模具特征点所在水平面的高度即Z坐标；通过模具的外形尺寸和理论摆放的空间位置，确定夹钳特征点在X轴上的位置即X坐标；根据夹钳特征点在夹钳上的位置，能得到夹钳特征点的Y坐标；

（2）设备反解

ACB FET系列横拉机的运动反解是通过夹钳特征点的坐标位置，根据拉形设备的机构特点求解出并联机构上各个作动筒的长度，即设备的运动参数；ACBFET系列数控横拉机用于飞机蒙皮零件横拉成形；该设备呈左右对称结构，每侧一个直钳口夹钳，两个横向作动筒，两个纵向作动筒，组成两对四杆并联机构；夹钳的空间位置与姿态由四个作动筒的伸长共同确定；进行定位测量时，为了简化运动反解的计算过程，设定夹钳轴线与Y轴平行，因此只需计算夹钳在ZX平面内的位置，即只需计算Z作动筒和A作动筒的伸长量；

（3）驱动设备

将ACB FET系列横拉机反解得到的拉形机各个作动筒的伸长量，输入数控横拉机控制系统界面驱动设备运动，使夹钳运动到指定位置，用于进行距离测量；

步骤三：测量计算

测量过程是测量夹钳各个特征点到模具各特征点的距离，然后经过几何计算，得到特征点的坐标；

（1） 距离测量

在左侧、右侧两个夹钳上分别标记两个特征点，记为P_L1、P_L2和P_R1、P_R2;在模具上标记两个特征点，记为T_L和T_R;分别测量P_L1、P_L2到T_L的距离和P_R1、P_R2;到T_R的距离;

（2） 几何计算

在步骤二驱动设备运动之后，夹钳上特征点与模具特征点处于同一高度的水平面内，因此模具定位计算可利用平面几何的求解方法，计算模具特征点的坐标；

以左侧为例，模具特征点T_L的具体坐标可由以P_L1为圆心，L_L1为半径的圆与以P_L2为圆心，L_L2为半径的圆的交点确定，同理可以确定右侧模具特征点T_R的具体坐标；

步骤四：模具定位计算

通过测量计算得到的模具特征点的具体坐标，与模具特征点理论坐标进行比较计算，得出模具顶面垫块放置平面内的平移向量与转动角度；

步骤五：修正数控代码进行拉形

由步骤四计算得到的变换参数，将理论模具变换到实际模具摆放位置，以新的模具位置为基准，应用工艺参数生成与实际模具位置相符的设备数控代码，将拉形设备数控代码输入ACB FET横向拉形机，对拉形机进行空载运行，检查设备运动是否与所设计的工艺参数相符，检查无误后，进行蒙皮拉形；

通过上述五个步骤，实现拉形模具空间位置的快速定位，通过模具实际位置来修正拉形轨迹的方法，让蒙皮零件的拉伸成形过程符合实际情况，使因模具摆放位置偏差对零件成形精度的影响得以小，减少了定位工装的使用，保证飞机蒙皮零件生产的精度。

2.根据权利要求1所述的一种基于特征距离的模具定位方法，其特征在于：在步骤二中所述的通过夹钳特征点的坐标求解设备运动参数的方法，利用设备机构特点与数控拉形设备的精确控制能力，实现了通过夹钳运动轨迹生成数控代码，对拉形过程进行精确控制。

3.根据权利要求1所述的一种基于特征距离的模具定位方法，其特征在于：在步骤三中所述的测量特征点间距离来确定模具特征点位置的方法，通过简单的测量和几何计算，实现模具空间位置确定，该方法简单实用，便于实施。