[发明专利]一种飞机壁板卧式自动钻铆机的工装夹具坐标系建站方法

说明书

本发明公开了一种用于飞机壁板卧式自动钻铆机的工装夹具坐标系快速建站方法，包括如下步骤：(1)AGV车运输工装夹具及产品进入自动钻铆机加工区域，放置工装夹具产品至指定位置，AGV车驶离该区域；(2)自动钻铆机运行离线编程中建站程序，对工装夹具上ERS点进行视觉测量；(3)系统测量软件自动对所测ERS点实测值与理论值进行匹配拟合，采用最小二乘优化算法，获得准确工装夹具坐标系。本方法的优点在于：利用这种方式建立自动钻铆机的工装夹具坐标系不需要激光跟踪仪，操作简单快速，效率高；且既能使标定精度满足自动钻铆机制孔的要求，又能大大提高自动钻铆机现场准备工作效率。

技术领域

本发明属于制造自动化领域，具体涉及一种飞机壁板卧式自动钻铆机的工装夹具坐标系建站方法。

背景技术

飞机部件装配的工作量约占飞机制造工作量的40％，是飞机生产中的重要环节，在很大程度上决定了飞机的最终质量、制造成本和交货周期。铆接技术是飞机装配中普遍使用的一项机械连接技术，铆接的质量和效率直接影响着飞机装配、飞机制造的质量和效率。传统的铆接产品质量受工人个体因素的影响比较大，因此难以确保稳定、高质、高效的连接。

近年来，随着装配技术的发展，自动钻铆机逐渐替代了传统的人工铆接，铆接质量和效率都有了大幅提升，因此发展自动钻铆技术，使用自动钻铆设备进行自动化钻铆是一种必然的趋势。

要实现自动钻铆机制孔铆接，必须建立待加工工件和外部环境的数学模型，然而由于存在制造和装配等方面的误差，飞机壁板和其数学模型之间往往存在一定的偏差，如果仅仅按照数学模型来加工，则制孔精度得不到保证。为了实现自主定位和制孔的自动化并保证制孔精度，研究视觉测量相关技术并将其应用到自动钻铆机制孔铆接中去是相当必要的。本发明中，产品安装在工装夹具上，而工装夹具通过AGV车运输入位，其定位精度与AGV车精度有关，故需修正自动钻铆机与工装夹具间的相对关系。如果能够不借助外界测量设备，仅仅通过自动钻铆机的视觉测量系统来定位自动钻铆机与工装夹具之间的相对位置，则大大提高了自动钻铆机现场准备工作效率。

发明内容

为了解决借助外部测量设备定位自动钻铆机与工装夹具之间相对位置带来的不便和效率低等问题，本发明提供一种飞机壁板卧式自动钻铆机的工装夹具坐标系建站方法，该方法将视觉测量系统和自动钻铆机制孔系统结合成一体，适用于飞机装配领域的自动钻铆机工装夹具建站环节，提高自动钻铆机现场准备工作效率，满足飞机壁板制孔中的应用要求。

应用该方法的系统中共存在3种主要坐标系，分别为：自动钻铆机设备坐标系、工装夹具坐标系以及相机坐标系；在进行自动钻铆机视觉测量系统建站之前，需要建立各个坐标系，确定自动钻铆机设备、工装夹具以及工业相机之间的位置关系；其中，自动钻铆机设备坐标系和工装夹具坐标系是通过激光跟踪仪获得，相机坐标系通过标定方法获得。

自动钻铆机视觉测量建站的目的是快速建立自动钻铆机与工装夹具的关系，即得出工装夹具当前所处位置与自动钻铆机设备之间的坐标系关系，即工装夹具坐标系。

一种飞机壁板卧式自动钻铆机的工装夹具坐标系建站方法，包括如下步骤：

(1)标定相机与自动钻铆机的相对位置，得到相机坐标系；

(2)通过激光跟踪仪获得初次工装夹具坐标系和自动钻铆机设备坐标系的关系及工装夹具上ERS点在工装夹具坐标系的坐标；

(3)通过离线编程软件系统将工装夹具上ERS点的坐标转换至自动钻铆机设备坐标系下的坐标，并制成ERS点离线建站文件；

(4)采用AGV车将工装夹具运输至指定加工位置，AGV车驶离该区域；

(5)将离线编程软件系统输出的ERS点离线建站文件导入自动钻铆机视觉测量系统的建站模块；