[发明专利]自动钻铆加工数据偏差测量及补偿方法

说明书

本发明公开了一种自动钻铆加工数据偏差测量及补偿方法，该方法采用无线蓝牙测量装置固定在自动钻铆设备机构上，针对钻铆特征点位，通过测量桁条腹板两侧的周向位置角度，生成偏差数据文件，经离线数据补偿，生成最终的钻铆加工程序。本方法测量精度高，测量效率高，实现无损测量，并在离线模式下进行偏差的自动补偿，能够保证补偿的准确度，解决手工装配带来的加工偏差。

技术领域

本发明涉及运载火箭舱段自动钻铆加工装配技术领域，具体是一种自动钻铆加工数据偏差测量及补偿方法，能够实现舱段桁条的周向偏差无损测量与离线自动补偿。

背景技术

目前世界各国航空航天工业发达国家都已广泛采用自动钻铆技术。国外铆接装配技术几十年的应用表明，采用自动钻铆机后装配效率至少比手工铆接装配提高10倍，并能节约安装成本，改善劳动条件，更主要的是能够确保安装质量，大大减少人为因素造成的缺陷。现在采用自动钻铆机已成为改善飞行器性能的主要工艺措施之一。

自动钻铆设备采用先进的数控技术完成对整体舱段的骨架（框及桁条）和蒙皮进行定位、装夹、扩孔、送钉、铆接等工艺过程；采用对舱体铆接工艺的数字化技术，实现工艺规划、加工编程的全自动化。

目前，舱段的骨架装配仍采用手工模式，存在以下问题：1）手工装配，存在装配偏差（±1mm）；2）钣金零件本身成形精度低，最大可达3~5mm；3）零件间的配合存在强迫装配，使强度较小方位置发生变化。上述问题产生的零件精度及装配偏差问题，导致自动钻铆加工时，无法直接运行自动钻铆程序，必须进行偏差测量补偿后方可进行加工。

传统的偏差测量方式采用钻头点孔或者制作弹性点孔工装运行钻孔程序，根据孔位测量数据得出偏差值，再将偏差值通过人工补偿到原始数据中。采用上述测量及补偿方式，其一，对桁条表面造成损伤，在骨架圆度较差时，点孔将贯穿桁条，后续补偿时将造成腰型孔，影响连接强度；其二，效率低，点孔后需要人工测量记录数据，工作量大；其三，危险性大，人工测量时需要登高作业，安全系数低；其四，准确率低：人工测量及补偿，难以避免过程错误。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

为了解决运载火箭舱段骨架手工装配存在的偏差，以及目前钻削点孔造成的损伤问题，本发明的目的在于提出一种无损的偏差测量及补偿方法。利用本发明提出的方法，可以无损、高效、高精度的自动测量桁条周向偏差，并自动生成偏差数据文件，采用离线自动补偿方法，直接生成最终钻铆程序，最大限度杜绝了人为因素影响。

本发明通过以下技术方案实现：一种无损的偏差测量及补偿方法，包括以下步骤：

步骤1）舱体骨架装配；

步骤2）生成特征点测量程序；

步骤3）安装红外测量装置；

步骤4）生成偏差数据；

步骤5）进行偏差数据离线自动补偿；

步骤6）生成最终加工程序，进行自动钻铆。

优选地，钻铆特征点位的设置采用分层选定模式，根据舱体中间框的层数确定，一般每相邻两中间框内取2~4处，间隔根据中间框间距确定，以同时保证测量精度及测量效率。

优选地，根据设置的特征点位，按其理论位置，采用自动钻铆工艺软件，生成特征点测量程序，用于测量偏差。

优选地，测量装置采用无线蓝牙结构，其头部为圆形接触测头，且测头直径应大于桁条加强筋厚度，该装置与自动钻铆设备内（或外）钻铆执行机构接口匹配，能够安装固定。

优选地，无线蓝牙测量装置采用触碰式测量方式，快速轻微接触，不会对产品造成损伤，精度在0.02mm以内；在每处特征点，在桁条腹板两侧接触，自动生成桁条偏差数据文件（即所在的实际周向位置）。