一种对封闭空间外部制孔孔位的找正方法与流程

本技术：
涉及飞机装配技术领域，具体是一种采用激光雷达测量设备，通过其测量及指向功能，实现在飞机产品狭小封闭区域外部制孔时孔位找正的方法。

背景技术：

封闭空间结构是飞机产品中常见的结构，其在装配过程中必然存在最后一个零件的制孔工作无法在产品内部进行，通常为外部蒙皮与内部骨架的连接孔，需在产品外侧按尺寸划线或设置相应钻模，用于蒙皮与骨架连接孔位的找正，或通过盲孔探测仪进行孔位找正。

对于部分复杂外形产品，基准无法确定时，按尺寸划线的方法就不可用。

采用钻模时，钻模存在通用性差，成本高的问题，无法广泛应用于各类类似结构产品对象，尤其针对产量较小或一次性的产品。

盲孔探测仪使用时，需首先在产品骨架上制出蒙皮与骨架连接孔，然后在骨架孔内安装信号反馈装置，定位蒙皮后，使用盲孔探测仪在蒙皮外侧找出信号反馈装置位置，从而实现在产品封闭区外侧找出蒙皮与骨架连接孔位，该方法效率低，需反复拆装蒙皮，且相应信号反馈装置的反复拆装易造成飞机产品内多余物的产生，影响产品质量。

故装配现场需要一种能够实现在狭小封闭空间外部制孔时孔位找正的方法，且要求效率相对较高、通用性较强，能够广泛应用于各类类似产品结构，满足飞机装配存在的封闭空间结构外部制孔时孔位找正的装配生产需求。

激光雷达常用于产品上点坐标的测量，其利用的是光的漫反射原理，不需要通过靶球进行引导，可直接获取被测物体表面点的坐标值。

技术实现要素：

本申请的目的是提供一种对封闭空间外部制孔孔位的找正方法，可以实现飞机狭小封闭空间外部制孔时孔位的快速精准找正。

为达到以上目的，本申请采取以下技术方案予以实现：

一种对封闭空间外部制孔孔位的找正方法，该封闭空间含有内部骨架和外部蒙皮，已知内部骨架上的制孔位置，其特征在于包含以下内容：1)将外部蒙皮与内部骨架处于分离状态，使内部骨架处于开敞位置；2)在内部骨架附近设置一台激光雷达测量设备，使激光雷达测量设备的激光能直线指向内部骨架上的制孔位置；3)通过激光雷达测量设备逐一获取内部骨架上制孔位置的坐标数据；4)将蒙皮定位覆盖在内部骨架上；5)通过激光雷达测量设备的激光指向功能，将内部骨架上制孔位置的坐标逐一投射到蒙皮外表面，实现对封闭空间外部制孔时孔位的找正。

在步骤3)中，如果内部骨架上的制孔位置相对已知的基准坐标点为确定值，激光雷达测量设备首先根据基准坐标点建立坐标系，在该坐标系内逐一获取内部骨架上的制孔位置坐标，在步骤5)中激光雷达测量设备根据制孔位置坐标与基准坐标点的关系进行制孔位置的投射。

在步骤3)中，如果内部骨架上的制孔位置没有相对已知的基准坐标点，在步骤3)、步骤4)和步骤5)中，必须保持激光雷达测量设备与内部骨架相对位置的固定不变。

本申请的优点在于提出一种孔位找正方法，该方法巧妙利用激光雷达的测量功能和指向功能，能够高效高精度的实现在飞机产品封闭区域外部制孔时的孔位找正。相比于按尺寸画线、采用专用钻模、或采用盲孔探测仪进行孔位找正等方法，具有效率更高、成本更低的优势；且该方法通用性强，对于所有因内部空间狭小，需在产品外侧进行孔位找正的产品具有普遍适用性。

以下结合附图及实施例对本申请作进一步的详细描述。

附图说明

图1产品结构及孔位找正示意图

图中编号说明：1外部蒙皮、2内部骨架、3制孔位置、4基准坐标点、5激光雷达。

具体实施方式

参见附图，实施例是以飞机的一个部件结构装配为例，将外部蒙皮1与内部骨架2装配在一起，将外部蒙皮1覆盖在内部骨架2的表面，通过紧固件将外部蒙皮与内部骨架上的预制孔进行装配连接，任务是在装配连接前，需要在外部蒙皮1的外表面准确标记出与内部骨架2上制孔位置3对应匹配的制孔位置。根据本发明提供的方法，在外部蒙皮1的外表面找正制孔孔位的具体操作步骤如下：首先将外部蒙皮与内部骨架处于分离状态，使内部骨架处于开敞位置，内部骨架上预制孔的制空位置3的能被激光雷达测量设备测量到。再在内部骨架附近设置一台激光雷达测量设备，使激光雷达测量设备的激光能直线指向内部骨架上的制孔位置3。通过激光雷达测量设备逐一获取内部骨架上制孔位置的坐标数据；激光雷达测量设备获取内部骨架上制孔位置的坐标数据时，如果内部骨架上的制孔位置相对已知的基准坐标点为确定值，比如在内部骨架上或相对内部骨架的固定工装上有已知的基准坐标点，内部骨架上的制孔位置与基准坐标点的相对位置固定不变，该激光雷达测量设备首先根据基准坐标点建立坐标系，再在该坐标系内逐一获取内部骨架上的制孔位置坐标，形成一个含基准坐标点4和内部骨架3上的制孔位置坐标值的固定关系坐标。再将外部蒙皮1定位覆盖在内部骨架2上，激光雷达测量设备根据存储的基准坐标点4和制孔位置3的固定关系坐标，将内部骨架2上的制孔位置3逐一投射到蒙皮外表面，根据激光雷达测量设备的激光投射点进行蒙皮外表面的划线制孔，实现对封闭空间外部制孔时孔位的找正。

激光雷达测量设备获取内部骨架2上制孔位置的坐标数据时，如果内部骨架2上的制孔位置没有相对已知的基准坐标点，比如仅仅能够测量内部骨架上预制孔的制孔位置，激光雷达测量设备将建立一个临时坐标，并逐一测量内部骨架上预制孔的制孔位置在该临时坐标内的坐标值。需要强调的是，在没有相对固定的基准坐标点的情况下，必须保持激光雷达测量设备在获取内部骨架上预制孔的制孔位置时以及将内部骨架上预制孔的制孔位置以激光形式投射到外部蒙皮上时保持激光雷达测量设备与内部骨架之间的相对位置固定不变。

技术特征：

1.一种对封闭空间外部制孔孔位的找正方法，该封闭空间含有内部骨架和外部蒙皮，已知内部骨架上的制孔位置，其特征在于包含以下内容：1)将外部蒙皮与内部骨架处于分离状态，使内部骨架处于开敞位置；2)在内部骨架附近设置一台激光雷达测量设备，使激光雷达测量设备的激光能直线指向内部骨架上的制孔位置；3)通过激光雷达测量设备逐一获取内部骨架上制孔位置的坐标数据；4)将蒙皮定位覆盖在内部骨架上；5)通过激光雷达测量设备的激光指向功能，将内部骨架上制孔位置的坐标逐一投射到蒙皮外表面，实现对封闭空间外部制孔时孔位的找正。

2.如权利要求1所述的对封闭空间外部制孔孔位的找正方法，其特征在于：在步骤3)中，如果内部骨架上的制孔位置相对已知的基准坐标点为确定值，激光雷达测量设备首先根据基准坐标点建立坐标系，在该坐标系内逐一获取内部骨架上的制孔位置坐标，在步骤5)中激光雷达测量设备根据制孔位置坐标与基准坐标点的关系进行制孔位置的投射。

3.如权利要求1所述的对封闭空间外部制孔孔位的找正方法，其特征在于：在步骤3)中，如果内部骨架上的制孔位置没有相对已知的基准坐标点，在步骤3)、步骤4)和步骤5)中，必须保持激光雷达测量设备与内部骨架相对位置的固定不变。

技术总结
一种对封闭空间外部制孔孔位的找正方法，该封闭空间含有内部骨架和外部蒙皮，已知内部骨架上的制孔位置，将外部蒙皮与内部骨架处于分离状态，使内部骨架处于开敞位置；在内部骨架附近设置一台激光雷达测量设备，使激光雷达测量设备的激光能直线指向内部骨架上的制孔位置；通过激光雷达测量设备逐一获取内部骨架上制孔位置的坐标数据；将蒙皮定位覆盖在内部骨架上；5)通过激光雷达测量设备的激光指向功能，将内部骨架上制孔位置的坐标逐一投射到蒙皮外表面，实现对封闭空间外部制孔时孔位的找正。

技术研发人员：杨力;邓长喜;梁青霄;周杞鑫;余琦
受保护的技术使用者：中航西安飞机工业集团股份有限公司
技术研发日：2021.05.19
技术公布日：2021.08.17