所示，由于蒙皮的中间部分外形趋于规则，支撑蒙皮中间部分的卡板32能够在其底部仅具有一个开口用于连接布置在底架中部的支撑横梁81。对应于蒙皮两端的变截面部分，两端的卡板31则采用图5所示的结构设计，卡板31的底部具有两个开口 312。相应地，在该区域可采用两根较短的支撑横梁82分别连接卡板
31。根据一种实施方式，如图5所示，卡板31例如为采用铝合金材料加工而成的弧状条形板，卡板31的底部与底架2保持间距安装用于调节安装余量，面向蒙皮I的型面上设有卡槽311用于安装夹紧组件6，可以理解，卡板32上也具有类似卡槽。
[0037]对卡板组件3定位时，参见图5，可在选定基准面一侧按一定次序设计OTP孔，建立卡板安装OTP坐标点和零件加工基准，并配有固定衬套。选定其中一孔为基准孔，其余孔保持公差、孔距要求，标记卡板编号以及每块卡板上建立的OTP点在基础坐标系下安装的坐标值。卡板31的底部设计有定位孔313，通过定位孔并借助例如L型角钢将卡板31定位固定于底架2上。
[0038]除以上定位外，本发明还设计了定位组件4，包括两组带有定位孔的定位单元。如图2至图4所示，提供定位单元41、42分别与蒙皮I的工艺耳片孔1A、IB协调配合，其中IA为主定位孔，可通过定位插销将蒙皮I准确地定位在卡板31、32上。
[0039]具体参见图6A至图7B，根据一种实施方式，定位单元41可包括定位插销411、定位板412、斜垫板413、方钢管414、底板415，其中，斜垫板413、方钢管414、底板415为焊接组件，固定安装于底架2上。定位板412的上表面设计有定位孔，并配有圆衬套416，该定位孔与蒙皮I的工艺耳片孔IA同轴。同时，还设有三个OTP孔，并配有固定衬套，由此建立定位板412在基础坐标系下安装的坐标值，并通过定位板412的上表面和三个OTP孔来建立定位孔加工基准。
[0040]类似地，定位单元42可包括定位插销421、定位板422、垫板423、方钢管424、底板425，其中，垫板423、方钢管424、底板425为焊接组件，固定安装于底架2上。定位板422的上表面同样设计有定位孔，与蒙皮I的工艺耳片孔IB同轴，并配有长槽孔衬套426，长槽方向与工艺耳片孔1A、IB连线一致。同时，设有三个OTP孔，并配有固定衬套，由此建立定位板422在基础坐标系下安装的坐标值，并通过定位板422的上表面和三个OTP孔来建立定位孔加工基准。
[0041]关于蒙皮I的夹紧方式，夹紧组件6用于保证被测蒙皮相对检测装置定位的可靠性，夹紧力通常不宜过大，以保证被测蒙皮在任何情况下都不会变形。因此，夹紧点的选择非常关键，既要保证蒙皮定位可靠，又要使蒙皮受力均匀。参见图4，为保证蒙皮I受力均匀，本发明的夹紧组件6包括在每块卡板31、32两端设置的快速压紧器61，例如卡夹，在蒙皮定位后可快速夹紧蒙皮于卡板上。此外，考虑到蒙皮形状特征，有利地借助卡板31、32设置多处辅助压紧带，例如帆布压紧带62 (示出为未压紧形式)，使得蒙皮与卡板充分贴合。帆布压紧带不允许在收束很紧的条件下才能使蒙皮与卡板贴合，如果收束的很紧才能达到贴合状态，则说明蒙皮的成形存在缺陷，在后续的装配过程中蒙皮零件会存在较大的应力，因此帆布压紧带所提供的辅助压紧力应有合理的限制。
[0042]由于蒙皮周边外形复杂，包含规则平面、不规则曲面以及大圆弧过渡，本发明有利地针对不同周边外形设置结构形式不同的测量组件5。参见图4并结合图8A至图SC，在蒙皮外形为规则平面处，借助卡板两端设置测量块51，其借助角钢安装在卡板侧面，在蒙皮外形为不规则曲面处，设置测量凸台52，在蒙皮外形为大圆弧曲面处，设置测量凸台53，测量块51和测量凸台52、53与蒙皮I理论边缘间隔一定间隙，例如5±0.15mm。由此，通过设计含有通端与止端的测量棒检测间隙，以实现蒙皮外形检测，间隙介于通端和止端之间则外形合格。考虑蒙皮外形轮廓公差及制造公差，测量棒可被设计为通端直径4.75mm,止端直径5.25mm。如图4所示，测量凸台52、53可通过独立的支座安装于底架2上，也可安装于已有部件上来减少安装部件的数量，例如，测量凸台52可安装于定位单元41上，如图4和图6A、6B所示的。
[0043]为保证检测精度，测量组件的定位需符合精度要求。参见图8A，测量块51上设有三个OTP孔，测量块51用于检测蒙皮的工作面511相对OTP孔中心有尺寸公差要求，从而测量块51按所建立的三个OTP点在基础坐标系下的坐标值装配。图8B所示为测量凸台52的结构示意图，此处蒙皮外形为不规则曲面，测量凸台52的工作面521的型面与对应蒙皮理论外形一致，且相对OTP孔中心有尺寸公差要求。这里，建立三个基准A、B、C，其中基准A为测量凸台52的上表面，基准B、C分别为两个OTP孔的径向连线，工作面521相对基准A、B、C轮廓度要求为0.1，由此按所建立的三个OTP点在基础坐标系下的坐标值装配。根据所测蒙皮的曲面长度，可合理增加测量凸台尺寸(即工作面521的长度)来增加检测范围。图SC为另一种类型的测量凸台53的结构示意图，该测量凸台53安装定位在固定于底架2上的焊接支承上。此处蒙皮外形为大曲率圆弧曲面，为能完整检测此处圆弧曲面外形，依据整段圆弧曲面理论外形来设计测量凸台53的工作面531。与测量凸台52类似，测量凸台53的工作面531相对OTP孔中心有尺寸公差要求，并且相对基准A、B、C轮廓度要求为0.1，基准A为测量凸台53的上表面，基准B、C分别为两个OTP孔的径向连线，从而按所建立的三个OTP点在基础坐标系下的坐标值装配。
[0044]操作时，利用激光跟踪仪将底架2、卡板组件3依次安装固定到位，蒙皮I通过定位单元41、42由卡板组件3支撑定位，进而通过快速压紧器61并可借助辅助的帆布压紧带62将蒙皮I夹紧固定，测量块51和测量凸台52、53与蒙皮I的理论边缘保持间隙安装，从而可通过测量棒检测间隙实现蒙皮外形检测。
[0045]本发明的技术内容及技术特点已揭示如上。应当理解的是，附图所示并加以描述的仅为本发明的原理，上述实施方式存在许多修改方式，这些方式对相关领域技术人员来说是很明显的。例如，图中示出的各部件的结构形状仅为示例，并不作为对本发明的限定，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.一种飞机蒙皮外形检测装置，包括底架、卡板组件、定位组件、夹紧组件以及测量组件，其中，所述底架上设有基准工具球球座以建立基础坐标系，通过所述基础坐标系来校准所述底架的工作平台的平面度、所述卡板组件和所述测量组件的准确位置；所述卡板组件包括彼此间隔开并固定于所述底架上的多个卡板，所述卡板具有与蒙皮理论外形一致的凸弧形型面；所述定位组件被固定于所述底架上与蒙皮的工艺耳片孔配合；所述夹紧组件设置于各个所述卡板上；所述测量组件布置于蒙皮周边，并被设置为与蒙皮的理论边缘保持间隙，通过测量棒检测间隙实现蒙皮外形检测。2.根据权利要求1所述的飞机蒙皮外形检测装置，其特征在于，所述底架为分段式框架结构，每段框架结构的底部设有调节支承单元。3.根据权利要求1所述的飞机蒙皮外形检测装置，其特征在于，所述卡板与所述底架保持间距安装，其中所述卡板的面向蒙皮的型面上设有卡槽用于安装所述夹紧组件。4.根据权利要求3所述的飞机蒙皮外形检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括设置于所述底架上的支撑组件，所述卡板的面向所述底架的安装侧设有开口用于连接所述支撑组件。5.根据权利要求1所述的飞机蒙皮外形检测装置，其特征在于，所述定位组件包括两组设有定位孔的定位单元，分别与蒙皮的工艺耳片孔通过插销配合定位。6.根据权利要求1所述的飞机蒙皮外形检测装置，其特征在于，所述测量组件包括沿蒙皮的不规则外形布置的多个测量块和测量凸台，其中所述测量块安装于所述卡板上测量规则平面，所述测量凸台通过支座安装于所述底架上测量圆弧过渡区域。7.根据权利要求1所述的飞机蒙皮外形检测装置，其特征在于，所述夹紧组件包括设置于每个所述卡板的所述卡槽中的快速压紧器。8.根据权利要求7所述的飞机蒙皮外形检测装置，其特征在于，所述夹紧组件还包括设置于多个所述卡板上的辅助压紧带。
【专利摘要】本发明公开了一种飞机蒙皮外形检测装置，包括底架、卡板组件、定位组件、夹紧组件以及测量组件，底架上设有基准工具球球座以建立基础坐标系，通过基础坐标系来校准底架的工作平台的平面度、卡板组件和测量组件的准确位置；卡板组件包括彼此间隔开并固定于所述底架上的多个卡板，卡板具有与蒙皮理论外形一致的凸弧形型面；定位组件被固定于底架上与蒙皮的工艺耳片孔配合；夹紧组件设置于各个卡板上；测量组件布置于蒙皮周边，并被设置为与蒙皮的理论边缘保持间隙，通过测量棒检测间隙实现蒙皮外形检测。该检测装置使蒙皮在脱模状态的检测过程中，能更加接近地获得其自由状态下的外形，更加符合蒙皮零件实际生产和检测需要。
【IPC分类】G01B21/16, G01B21/20
【公开号】CN105157658
【申请号】CN201510560982
【发明人】杨喆伦, 梁国伟, 赵忠海
【申请人】中国商用飞机有限责任公司, 上海飞机制造有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月6日