[发明专利]工件连续外形面的简便柔性定位方法

说明书

技术领域

本发明是关于工件连续外形面的简便柔性定位方法。

背景技术

外形定位器是装配工装中保证工件外形必不可少的关键、典型部件。现有 技术中的外形定位器主要形式为卡板。卡板外形面有模拟量加工制造法(包括 模线样板法和标工塑造成形法)和数控加工法。

模线样板法在尺寸传递过程中，是按1∶1的尺寸准确画出零部件、组合件的 外形模线，作为零部件外形的原始依据。采用模线加工出具有工件真实外形的 样板。将样板作为加工或检验各种工艺装备、测量工件外形的量具。定位器外 形依据样板上所带外形进行修挫制造，直到与样板外形对合一致后，再按其上 的基准刻线进行装配。模线样板法的不足之处在于：<1>制造精度低。精度最 高只能达到±0.1mm～±0.2mm。累积误差和人为操作控制环节多(不能量化， 凭经验判断)。<2>工作效率低，制造周期长，手工工作量大。制造样板周期 一般需要2～5天。<3>保管存储量大，模线和样板需放在空间宽敞、干净清洁 的恒温室中保存；<4>制造成本高。模线设计、样板制造工艺环节多，备料量 多。<6>操作不便。局限于专门的工作平台上装配定位器。样板需避免较大冲 击力作用。

标工塑造成形法，标工(标准工艺装备)是保证生产用工艺装备之间、工 件部件和组件之间的尺寸和形状协调互换的重要依据，比生产用工艺装备有更 高精度。通过标高座来确定正确的空间位置。标工上带有连续、大范围的工件 外形。这点与样板不同，样板在其中一个方向只带出了2mm厚度的外形。定位器 与样件相关部位外形等距摆放，在两者之间浇注环氧树脂，环氧树脂凝固后， 随定位器从样件上取下。此时固态环氧树脂上带出与样件相对应的外形。标工 制造法的不足之处在于，<1>制造精度低。制造精度最高只能达到±0.1mm～ ±0.2mm。样件制造工艺过程复杂、路线长，累积误差多。<2>制造周期长。 设计和制造样件需要2～3个月的时间。<3>保管存储要求高。为避免温度变化 引起样件变形，需在恒温中存放。<4>制造成本高。一套样件的制造成本少则 几十万，多则上百万。<5>操作不方便。样件比较笨重，要保证起吊运输过程 中不因受力变化产生变形，运输过程中不碰撞到关键部位。<6>外形保持不易 长久。环氧树脂固化后脆性较大。生产过程中，一些磕碰会使环氧层局部脱落， 外形面不完整。

数控加工法是一种基于计算机辅助设计和制造的数字量传递技术。用计算 机进行定位器外形设计时，直接从三维数字模型上截取工件外形数据。将外形 数据传送给数控设备。数控设备通过计算机的程序控制，加工出所需外形。数 控加工法的不足之处在于，<1>技术要求实现难度大。需要有熟练的专业编程 员和数控操作工。<2>成本相对较高。加工一个普通零件外形，需要每小时100 元以上的费用。<3>不能适应工件外形变化。<4>制造周期不易保证。数控 资源昂贵又有限，整个生产准备周期无法保证，容易耽误工件的交付节点。

综上所述，无论是哪种方法，都是用连续定位面定位工件外形。在整个飞机 研制过程中，工装质量是保证飞机顺利制造装配的前提。但生产准备周期很短。 飞机各零部件带外形的很多。对有外形定位要求的部位，要设以定位器进行定 位。对这些定位器，现有的方法制造精度低、周期长、成本高、不适应工件变 化。对于结构尺寸小，零件多的工件部件，过多的定位器与定位面严重影响开 敞性，给工人操作带来不便。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的不足之处，提供一种工件连续外形面 的简便柔性定位方法，包括如下步骤：

(1)在工件外形面上选取外形面元素——定位点或线；

(2)在上述所选位置，安装与工件外形面点接触或线接触的定位销，通过 多点或多线间断的确定工件的外形定位；

(3)外形定位销沿着工件外形走势设置，使外形定位销与工件外形切点或 切线接触，外形曲率变化大的工件定位销应增多，彼此之间相对密集，外形定 位销通过和工件接触的切线、切点来定位；以上所选点与线都是在三维数字模 型中准确截取的工件外形数据；