专利名称：数字化装配有空间复合角度定位器工装的方法
技术领域：
本方法是用在采用数字化装配工装上安装与工装的基础坐标系成空间复合角度定位器。
背景技术：
目前，工装结构是由工装基础框架、托板、定位器构成；托板安装在工装基础框架上，定位器安装在托板上，而这些托板及定位器与在基础框架上的基础坐标系的坐标系轴成空间复合角度，采用数字化装配工装，通常是在工装基础框架上，适当位置设置四个基准目标点为基础建立基础坐标系，然后在此基础坐标系下按工装图纸给定的工具球值装配工装上各个定位器，利用激光跟踪仪测量调整每个定位器的工具球X、Y、Z值，当调整其中一个坐标系值时，其余两个值会随之产生微变，使定位器的装配调整，非常困难，费时，工装装配周期长。
发明内容
本发明创造的目的是提供一种装配工装上具有空间复合角度的定位器，以转换坐标系系的方式，提高调装效率，缩短装配周期的数字化装配有空间复合角度定位器工装的方法；本发明创造的目的是通过下述的步骤实现的数字化装配有空间复合角度定位器工装的方法其步骤1)在工装数学模型上建立工装中的托板自身坐标系利用计算机在工装的数学模型上以托板上的三个工具球为基准建立托板自身的坐标系；2)在工装数学模型上在托板自身的坐标系下测量托板上定位器工具球坐标值利用软件中的测量工具，在工装数学模型上在托板自身的坐标系下测量出托板上各定位器的工具球坐标值；3)将托板平放固定在平台上；4)利用激光跟踪仪按托板上的三个工具球以轴对准原则建立托板自身坐标系；5)在托板上利用激光跟踪仪进行定位器的预装配按照步骤2)利用软件中的测量工具在工装数学模型上在托板自身的坐标系下测量出托板上各定位器的工具球坐标值进行调整，并制出连接定位器的螺栓孔，预装配；6)将预装有定位器的托板总装在工装上利用激光跟踪仪以工装上基础坐标系对各定位器进行精调，制出连接圆柱销孔，用圆柱销固定。
本发明创造的优点由于采用了在工装的数学模型上建立工装中的托板自身坐标系，以及在工装数学模型上利用CATIAV5软件中的测量工具，在工装数学模型上在托板自身的坐标系下测量出托板上各定位器的工具球坐标值，并利用激光跟踪仪在托板上建立与数学模型中一致的坐标系并利用在数学模型上测得的定位器坐标值，在托板上利用激光跟踪仪调整预装配定位器，再进行工装总装配，对定位器精调，由于在工装数学模型上建立托板坐标系，以转换坐标系方式，消除定位器六个自由度中的三个自由度，较以工装基础坐标系调整定位器相对直观，易于操作，难度减小，使装配效率提高。
图1是飞机的尾椎装配用的工装结构及基础坐标系示意图；图2是图1中的托板2及托板自身坐标系图；图3是图1中A向视图(托板及托板上安装的定位器)；图4是图3的俯视图。
图1中的标号1是在工装基础框架上设置的四个基础目标点，即工具球点，标号2为托板，标号10为托板上设置的三个工具球点，标号3至9是托板上安装的定位器。
具体实施例方式设计工装是在计算机上运用CATIA V5软件建立工装的数学模型，数字化工装，是由基础框架、托板、定位器、以及在基础框架设置四个基准工具球目标点，在托板、定位器上分别设置三个工具球目标点构成，图1是飞机的尾椎装配用的工装用CATIAV5软件建立的工装数学模型结构机及基础坐标系示意图，标号1为基础框架上四个基准工具球目标点，标号10为托板上的三个工具球目标点，托板和定位器以基础框架上四个基准目标点建立的基础坐标系中构成空间复合角度。图1中3～9标号为具有空间复合角度的定位器，在装配飞机尾椎工装中的托板2和定位器3至9是采用如下步骤，实现坐标系的转换，提高调整效率，缩短装配周期。
数字化装配有空间复合角度定位器工装的方法步骤1)在工装数学模型上建立工装中托板自身坐标系在计算机上运用CATIAV5软件在飞机的尾椎装配用的工装数学模型的托板2上三个工具球为基准建立托板自身坐标系，以其中一个工具球设为原点，选另一个工具球与原点连线为X方向，选最后一个工具球与X轴的方向为Y方向如图2；2)在工装数学模型上在托板自身的坐标系下测量托板上各定位器工具球坐标值在计算机上利用CATIAV5软件建立的飞机尾椎装配用的工装数学模型上，在托板自身的坐标系下利用CATIAV5软件的测量工具依次测量出装在托板2上的定位器3至9的工具球坐标值；3)将托板平放固定在平台上选用有固定槽及固定件的工作平台，可以用浇砂固定在平台上；4)利用激光跟踪仪按托板上的三个工具球以轴对准原则建立托板自身的坐标系，此坐标系与在工装数学模型上新建立的坐标系方向一致如图2，三个工具球是在工装图纸设计时给出的，建立托板自身坐标系后，先调出定位器的Z值，然后在平行于XY平面的平面内移动定位器即可调出X、Y值即消除了定位器Z方向移动，绕X轴旋转，绕Y轴旋转三个自由度，使调整直观，难度减少，安装调整效率高，以轴对准原则建立托板自身坐标系，就是以一点作为坐标系的控制点，另一点与第一点一起控制一条轴，再有一点就可以控制一个面，即选取一点作为原点，一基准点为X方向，另一基准点为Y方向。
5)在托板上利用激光跟踪仪进行定位器的预装配按照步骤2)利用CATIAV5软件的测量工具，在工装数学模型上在托板自身的坐标系下测量出托板上定位器3至9的工具球坐标系值进行调整，先将定位器工具球的Z值调整出来，然后将定位器在平行于XY平面的平面内移动，即可调整X、Y值，当工具球值调整至理论公差值的0.1mm范围内，制出连接定位器的螺栓孔，预装配。
6)将预装有定位器的托板总装在工装上将飞机尾椎装配用的工装中装有预装定位器的托板，利用激光跟踪仪以工装上基础坐标系，对各定位器进行精调，精调的数据是设计员在工装图纸上给出的，设计员在设计工装数模后，在工装上设置基础坐标系，在基础坐标系下测量各托板，各定位器上工具球坐标值，在工装图纸中给出，做为工装装配的数值。当坐标值调整至理论公差值之内，制出连接圆柱销孔，用圆柱销固定。
权利要求
1.数字化装配有空间复合角度定位器工装的方法其步骤1)在工装数字模型上建立工装中的托板自身坐标系利用计算机在工装的数学模型上以托板上的三个工具球为基准建立托板自身的坐标系；2)在工装数学模型上在托板自身的坐标系下测量托板上定位器工具球坐标值利用软件中的测量工具，在工装数学模型上在托板自身的坐标系下测量出托板上各定位器的工具球坐标值；3)将托板平放固定在平台上；4)利用激光跟踪仪按托板上的三个工具球以轴对准原则建立托板自身坐标系；5)在托板上利用激光跟踪仪进行定位器的预装配按照步骤2)利用软件中的测量工具在工装数学模型上在托板自身的坐标系下测量出托板上各定位器的工具球坐标值进行调整，并制出连接定位器的螺栓孔，预装配；6)将预装有定位器的托板总装在工装上利用激光跟踪仪以工装上基础坐标系对各定位器进行精调，制出连接圆柱销孔，用圆柱销固定。
全文摘要
数字化装配有空间复合角度定位器工装的方法，是在采用数字化装配工装上安装与工装基础坐标系成空间复合角度定位器，解决装配带有空间复合角度定位器工装时，调整定位器坐标系值难度大，造成工装装配周期长；本方法步骤1.在工装数学模型上建立工装中托板自身坐标系；2.在工装数学模型上测量托板上定位器工具球坐标系值；3.将托板平放固定在平台上；4.利用激光跟踪仪按托板上的三个工具球建立托板自身坐标系；5.在托板上利用激光跟踪仪进行定位器预装配；6.预装有定位器的托板装在工装上；优点是有空间复合角度定位器以转换坐标系的方式消除定位器六个自由度中的三个自由度，调整直观，难度减小，提高调整效率；本方法用于飞机工装制造。
文档编号G05D3/00GK101028870SQ20071001093
公开日2007年9月5日 申请日期2007年4月12日 优先权日2007年4月12日
发明者梁丽岩, 祁华 申请人:沈阳飞机工业(集团)有限公司