[发明专利]一种柔性定位器以及应用其装配复合材料翼盒的方法

说明书

本发明涉及一种柔性定位器以及应用其装配复合材料翼盒的方法，其中该定位器包括底座、转动球头和定位平板，所述定位平板上设有用于装配前梁或后梁的定位孔，所述转动球头包括球头本体以及与所述球头本体固接的螺杆，所述定位平板上设有与球头本体相匹配的球头孔。该装配方法包括以下步骤：首先获取柔性定位器上的定位平板的理论安装位置，其次将柔性定位器安装到型架的预设位置，并调整球头本体的位置并控制所述定位平板绕球头本体旋转，将定位平板调整至理论安装位置；然后分别旋转调节螺钉将该定位平板限定在理论安装位置；最后固定前、后梁，并装配翼盒其余部件。本发明能够缩短翼盒装配工装设计与制造周期、降低生产成本。

技术领域

本发明涉及一种柔性定位器以及应用其装配复合材料翼盒的方法，属于飞机装配技术领域。

背景技术

飞机装配工作量约占整个生产周期的50%，且飞机制造准确度很大程度上取决于装配准确度，因而装配工作在飞机制造过程中占有重要地位。由于组成飞机结构的各零部件数量众多，几何外形差异较大，且存在大量的低刚度构件，因此飞机装配大多在专门设计的装配型架上进行，装配准确度主要依靠型架来保证。

装配型架主要包含四个组成部分，即骨架、定位器、夹紧器及辅助装置。骨架主要用于安装定位器和夹紧器等结构，此外还要承受整个装配体的重量；定位器用于确定构件的正确位置，通过定位平面、定位孔等结构确定构件的装配位置；夹紧器可以使装配件保持正确的位置，在装配过程中不发生错动；辅助装置包括照明设备、气源和扶梯等，用于辅助装配工作的进行。定位器在装配型架中发挥着重要作用，是型架的主要功能元件，用于确定构件的正确位置，定位件必须准确可靠，相互协调及使用方便。

飞机装配中的复合材料翼盒包括上壁板、下壁板、前梁、后梁和翼肋，而翼肋又由左肋、中间肋和右肋构成。前梁和后梁均为碳纤维环氧树脂复合材料层压板，截面为C型，使用热压罐固化成型，装配时其内外表面可以作为定位平面使用，装配前要在梁两端的工艺耳片上分别加工一个圆孔和一个长圆孔，与定位平面配合确定梁的位置。三根翼肋的材料均为铝合金，通过数控加工切削成最终形状，上下壁板均为复合材料层压板。复合材料翼盒装配时，首先要将前、后梁和翼肋在型架上进行定位、夹紧、制孔和连接，形成翼盒骨架结构，然后再将上、下壁板上型架进行定位、夹紧、制孔和连接。

现代制造业正在从大规模单一品种批量化生产，向小批量多品种定制化方向发展。飞机制造同样遵循这一规律，因而即使在同一型飞机中，也常会因为设计更改而导致复合材料翼盒的局部结构发生轻微改变，但传统工装的定位器均为固定结构。复合材料翼盒发生改变后，旧有的工装便不能使用，必须重新设计新的工装，这将导致生产周期的延长和生产成本的提高；此外，在新机型研制过程中，不可避免地存在部分复合材料翼盒结构的经常性改动，这就导致型架需要多次重新设计制造，最终影响飞机的研制周期。

发明内容

本发明要解决技术问题是：提出一种可以在一定范围内适应复合材料翼盒结构的变化、能够提高适用范围、缩短工装设计与制造周期、降低生产成本的柔性定位器以及应用该定位器装配复合材料翼盒的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案之一是：一种柔性定位器，包括底座、转动球头和定位平板，所述定位平板位于底座的上方，所述定位平板上设有用于装配前梁或后梁的定位孔；

所述底座为L形结构，由制为一体的竖板和横板组成，所述竖板上设有用于连接型架的销孔和/或螺纹孔，所述横板上设有球头安装螺纹孔、三个调节螺钉安装螺纹孔以及与调节螺钉安装螺纹孔一一对应的三个调节螺钉，所述球头安装螺纹孔位于横板中心，三个调节螺钉安装螺纹孔均围绕在球头安装螺纹孔的周边并呈三角形分布；

所述转动球头包括球头本体以及与所述球头本体固接的螺杆，所述定位平板上设有与球头本体相匹配的球头孔，所述球头本体的下部陷入球头孔内，所述螺杆穿过球头孔后球头安装螺纹孔螺接；所述调节螺钉穿过螺钉安装螺纹孔后与定位平板相抵。