[发明专利]一种基于数控机床的接触式定位画线装置及方法

说明书

一种基于数控机床的接触式定位画线装置及方法，属于贮箱生产装配技术领域，基于数控机床的大型薄壁贮箱表面定位画线技术，利用机床的高定位精度辅以定位画线软件和机床控制界面的使用，实现大尺寸薄壁贮箱表面待粘接零件的定位画线过程的自动化，提升定位画线的精度和一致性，提升生产效率，同时可以大幅降低定位画线过程中大型薄壁贮箱被工具损伤等安全风险。

技术领域

本发明涉及一种基于数控机床的接触式定位画线装置及方法，属于贮箱生产装配技术领域。

背景技术

以运载火箭上的低温推进剂贮箱为代表的大型薄壁贮箱由厚度较低(2mm～5mm)的金属板材拼焊制成，几何尺寸较大(直径≥3m，长度3m～20m)。贮箱表面主要包含两个球冠面的箱底和一个圆柱面的筒段，贮箱外表面的不同位置均会涉及到大量的塑料支座等非金属零件的胶接装配需求，需要对零件胶接装配的位置进行准确的定位画线。

现有的大型薄壁贮箱箱底球冠面上的定位画线，主要通过不同结构形式的曲面定位画线装置辅助进行人工定位画线，一般通过直尺、卷尺、画规等工具测量角度和距离等进行定位和手工画线。圆筒段面上的定位画线一般通过上述工具测量角度和距离后使用样板辅助的方式手工定位画线。

上述画线方法存在以下问题：定位画线工具一般刚性和硬度较大，且需要同贮箱结构发生刚性连接，存在损伤贮箱薄弱位置及特殊薄弱结构的风险；定位画线工装和工具的安装、固定和定位画线操作过程都比较繁琐，操作困难且效率低；定位画线工装和工具的装配间隙引入的累计误差较大，定位精度较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于数控机床的接触式定位画线装置及方法，基于数控机床的大型薄壁贮箱表面定位画线技术，利用机床的高定位精度辅以定位画线软件和机床控制界面的使用，实现大尺寸薄壁贮箱表面待粘接零件的定位画线过程的自动化，提升定位画线的精度和一致性，提升生产效率，同时可以大幅降低定位画线过程中大型薄壁贮箱被工具损伤等安全风险。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：

一种基于数控机床的接触式定位画线装置，包括画笔、固定基准板、画笔安装单元、安装支座、非接触式位置传感器、遮光板，恒力弹簧、滑块、固定滑座；画笔、画笔安装单元与滑块构成画笔移动单元；

所述画笔与画笔安装单元连接并固定；所述固定基准板与安装支座固定连接，固定基准板上设有通孔，所述画笔用于划线的一端由所述通孔穿出；所述画笔安装单元固定安装在所述滑块上，所述固定滑座与安装支座固定连接，画笔安装单元能够沿着所述固定滑座移动；所述恒力弹簧的一端与安装支座固定连接，另一端与画笔安装单元固定连接，用于向画笔安装单元提供拉力；所述遮光板与画笔安装单元固定连接，所述非接触式位置传感器与安装支座固定连接，当所述遮光板进入所述非接触式位置传感器的测量区域内，判断所述画笔与所述贮箱表面之间的接触力正常。

优选的，所述非接触式位置传感器选用光电开关。

优选的，所述安装支座为U型槽状。

一种基于数控机床的贮箱箱底表面定位画线方法，采用上述的基于数控机床的接触式定位画线装置，包括以下步骤：

S10、将贮箱调平，建立工件坐标系，工件坐标系是以贮箱箱底的中心作原点的极坐标系；

S11、将待画线位置的定位坐标输入画线软件，画线软件将待画线位置的定位坐标转换为工件坐标系中的点坐标，然后根据所述点坐标生成数控机床的数控程序输出给数控机床；