飞机系统件高精度数字化装配工装的制作方法

1.本实用新型属于航空制造工程与飞机装配技术领域，涉及一种飞机系统件高精度数字化装配工装，用于保证飞机系统件高装配精度的符合性，保证装配质量、流程简便化，确保测量结果显性化。


背景技术：

2.目前现有生产线飞机装配仍以传统机械式工装装配、机械工具测量检验，其零件装配形式、装配协调方式、装配工艺流程主要采用模拟量传递实现装配协调。机载光电雷达，属于高精度装机成品，其承载支座的安装空间位置精度、平面度要求高。现有光电雷达承载支座的装配以工装定位器结合电校靶的形式：支座共5件，安装在1框和4框不同位置，支座安装使用部件对合台工装定位器定位，通过目视观看工装定位器上的纵向、横向水平仪水平气泡位置进行调平，将电校靶激光辐射仪安装在工装定位器轴套上，通过激光打靶，在靶标范围内调整支座整体上下、横向位置，支座与机体结构连接后，通过该工装定位器上的钻套，钻制光电雷达成品安装连接孔，安装成品模型，通过使用千分尺测量各支座平面度偏差，要求不大于0.12mm。该种装配形式受工装制造、水平仪安装、激光辐射仪与工装配合、靶标大小、人工操作等偏差影响，存在精度低、装配效率低、测量安装结果不显性化等问题，存在明显不足，装配精度保证困难。
3.因此，现有工艺无法满足愈来愈高的装配产品精度要求和检测显性化要求，需设计一种高精度、测量结果可显性化的飞机系统件装配工装来解决上述问题。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术难题，本实用新型设计了一种飞机系统件高精度数字化装配工装，采用激光跟踪仪辅助测量调整支座平面定位器安装面装配方法代替电校靶装配环节，并将模型协调量融入支座调整安装环节。
5.本实用新型所采用的技术方案如下：
6.一种飞机系统件高精度数字化装配工装，包括光雷支座定位器1、平面俯仰角度调节装置3、转轴a3-1、转动销轴a3-2、平面垂直角度调节装置4、转轴b4-1、转动销轴b4-2、模块化支座定位器安装架5、安装架底座滑动块6、高精导轨7和激光跟踪仪8。
7.所述光雷支座定位器1上有6组空间分布的光滑平面，包括1组定位器调整基准平面1-1和5组支座定位面2。所述支座定位面2上开制支座定位孔2-1，支座定位面2为光电雷达支座的理论安装面，支座定位孔2-1为光电雷达支座的理论安装孔。所述定位器调整基准平面1-1按水平面制造，通过测量定位器调整基准平面1-1与水平面和飞机对称面的偏斜角能够直接反映出光雷支座定位器1上的支座定位面2偏斜角。
8.所述平面俯仰角度调节装置3和平面垂直角度调节装置4均为丝杠结构；平面俯仰角度调节装置3和平面垂直角度调节装置4均通过丝杠齿牙配合安装在模块化支座定位器安装架5上。同时，平面俯仰角度调节装置3通过转动销轴a3-2与转轴a3-1以叉耳销钉的形
式连接，转轴a3-1插入光雷支座定位器1前端的预制孔中；平面垂直角度调节装置4通过转动销轴b4-2与转轴b4-1以叉耳销钉的形式连接，转轴b4-1插入光雷支座定位器1后端的预制孔中；平面俯仰角度调节装置3和平面垂直角度调节装置4分别实现支座定位面2俯仰和偏转角度的调整。
9.所述模块化支座定位器安装架5用于光雷支座定位器1的支撑固定；模块化支座定位器安装架5通过v型槽连接结构安置在安装架底座滑动块6上，并通过压紧器压紧，方便整体分离更换。所述安装架底座滑动块6与高精导轨7的滑槽配合，用于工装整体的前后移动。所述激光跟踪仪8架设在工装最前端，实时测量支座定位面2位置。
10.装配时，用单台激光跟踪仪8在飞机航向前端正向设站，激光跟踪仪8依据部件对合台工装型架预留res基准点，建立测量基准坐标系。通过测量飞机4框腹板面空间位置、光雷支座定位器1上的定位器调整基准平面1-1的空间位置坐标，建立定位器调整基准平面1-1相对飞机4框腹板面、水平面、垂直面的位置偏差及偏转角，计算安装路径；沿x轴方向在高精滑轨7上调整光雷支座定位器1位置及利用平面俯仰角度调节装置3、平面垂直角度调节装置4调整光雷支座定位器1至指定位置，实时测量支座定位面2位置，保证其符合理论偏差要求；以支座定位面2为基准在机体上安装固定光雷系统支座，并在支座安装后校核支座安装位置，通过精修消除装配应力，满足最终设计要求，装配流程见图2。
11.本实用新型的有益效果：本实用新型为飞机系统件高精度数字化装配提供了一种直观的装配工艺，减少装配尺寸链中亢余的误差传递环节，简化了装配流程，使用高精度测量仪器代替传统工装校靶方法，大幅提高装配精度，测量结果显性化，解决了飞机系统件装配精度低、效率低、测量安装结果不显性化的问题。本实用新型的方法流程简单、切实可行，装配出的产品符合设计、质量指标要求，大幅提升装配精度，使系统件装配安装测量结果显性化。
附图说明
12.图1为飞机系统件高精度数字化装配工装总体视图。
13.图2为光雷支座定位器安装面俯视图。
14.图3为平面俯仰角度调节装置侧视图。
15.图4为平面垂直角度调节装置侧视图。
16.图5为飞机系统件高精度数字化装配工艺流程图。
17.其中：1光雷支座定位器，1-1定位器调整基准平面，2支座定位面，2-1支座定位孔，3平面俯仰角度调节装置，3-1转轴a，3-2转动销轴a，4平面垂直角度调节装置，4-1转轴b，4-2转动销轴b，5模块化支座定位器安装架，6安装架底座滑动块，7高精导轨，8激光跟踪仪。
具体实施方式
18.以下结合实施例和附图进一步解释本实用新型的具体实施方式，但不用于限定本实用新型。
19.采用如图1所示的飞机系统件高精度数字化装配工装进行装配的具体实施步骤如下：
20.1)以部件对合台型架基准点建立坐标系。在飞机第1框面、第4框面以及定位器调
整基准平面1-1的各安装面上各选取3个res测量点，并在第4框支座钻模孔处上下面孔中心设置res测量点，使用激光跟踪仪8测量res测量点的点位坐标；
21.2)通过catia v5软件拟合出定位器调整基准平面1-1、第4框支座钻模孔轴线、第1框框面、第4框框面，得出：
22.a)通过测量模块测量出定位器调整基准平面1-1与水平面的夹角α1，即是安装面俯仰偏差角β1；测量定位器调整基准平面1-1与垂直面的夹角α2，则安装面垂直偏差角β2＝|α
2-90
°
|；
23.b)第4框支座钻模孔轴线在沿x轴方向到第4框框面的距离偏差，偏差值其中δ0是理论状态下第4框支座钻模孔轴线在沿x轴方向到第4框框面的距离，δ1是实际状态下第4框支座钻模孔上表面圆心在沿x轴方向到第4框框面的距离，δ2是实际状态下第4框支座钻模孔下表面圆心在沿x轴方向到第4框框面的距离；
24.3)调整定位器调整基准平面1-1位置：通过调整光雷支座定位器1前端1处平面俯仰角度调节装置3，按β1调节支座安装面俯仰角，消除俯仰角偏差；通过调整光雷支座定位器1后端2处平面垂直角度调节装置4，按β2调节支座安装面垂直角，消除垂直角偏差；
25.4)重复上述步骤1)对支座安装面进行检查校验，检查β1、β2值是否满足要求，若不满足重复步骤1)～3)，直至满足要求；
26.5)通过catiav5软件测量模块测量各支座安装面间实际间距值，按成品模型安装面间距，对各支座间间距进行修正(在成品安装支座安装面上粘贴垫片以缩小间距或打磨支座安装面增大间距)，以满足成品装配协调要求。