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1、(10)申请公布号 CN 103587719 A (43)申请公布日 2014.02.19 CN 103587719 A (21)申请号 201310562233.6 (22)申请日 2013.11.11 B64F 5/00(2006.01) (71)申请人 中航沈飞民用飞机有限责任公司 地址 110179 辽宁省沈阳市浑南新区世纪路 1 号 (72)发明人 王阳 宋英山 (54) 发明名称 平板件的全自动钻铆定位方法 (57) 摘要 一种平板件的全自动钻铆定位算法， 属于飞 机装配制造技术领域。具体为 ： 根据数模和图纸 中定义的铆接点位置， 确定离散分布的铆接点的 坐标值 ： 任意选取两个。
2、特征点 P1、 P2 建立局部坐 标系 O1X1Y1， 通过所建立的局部坐标系， 表达出 所有铆接点的坐标值 ； 在数控托架中固定待钻铆 的产品， 移动数控托架使选取点 P1、 P2 移动到钻 铆的目标位置， 记录下数控车床的 X、 Y 方向的坐 标值 ； 将所有待铆接点在局部坐标系 O1X1Y1 下的 坐标值转化为托架绝对坐标系 OXY 下的坐标值。 本发明通过采集产品上的两个特征点的坐标值， 采用坐标系转换的方式获得所有铆接点的绝对坐 标值， 减少由于工装制造误差、 产品定位误差等环 节， 提高了产品的定位精度。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页 (。
3、19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书2页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103587719 A CN 103587719 A 1/1 页 2 1. 一种平板件的全自动钻铆定位方法， 其特征在于 ： 包括如下步骤 ： （1） 根据数模和图纸要求设置平板件的铆接点， 为大量离散的分布点， 从所述铆接点中 选取两个点 P1、 P2 建立一个局部坐标系 O1X1Y1， 利用数模和图纸测量计算得出所有铆接点 在该局部坐标系下的坐标值 ； （2） 在平板件进行自动钻铆之前， 手动移动数控托架， 使 P1、 P2 点移动到铆接位置， 记 录 P1、 P2 点。
4、对应的机床坐标系下的坐标值 ； （3） 通过坐标系转换， 将所有待铆接点在局部坐标系 O1X1Y1 下的坐标值转化为数控托 架绝对坐标系 OXY 下的坐标值。 2. 根据权利要求 1 所述的平板件的全自动钻铆定位方法， 其特征在于 ： 所述铆接点在 局部坐标系 O1X1Y1 下的坐标值转化为数控托架绝对坐标系 OXY 下的坐标值的方法为 ： 设 P 点为蒙皮上的任意一个加工点， 为两个坐标系之间的夹角， 已知 P 点在蒙皮局 部坐标系 O1X1Y1 下的坐标为 (PX ， PY )， P1 点在数控托架绝对坐标系 OXY 下的坐标值 (PX1， PY1)， P2 点在数控托架绝对坐标系 OXY。
5、 下的坐标值 (PX2， PY2)， 则 P 点在数控托架绝 对坐标系下的坐标 （X， Y） ： =Atan(（PY2-PY1） /(PX2-PX1） ) X= +PX1COS() PY1SIN() Y= +PY1COS()+PX1SIN()。 权 利 要 求 书 CN 103587719 A 2 1/2 页 3 平板件的全自动钻铆定位方法 技术领域 0001 本发明属于飞机装配制造技术领域， 具体为一种平板件的全自动钻铆定位算法。 背景技术 0002 在飞机制造领域已广泛采用了全自动钻铆技术， 全自动钻铆具有铆接质量稳定、 铆接效率高等特点。 全自动钻铆系统包括了自动钻铆机主体和五轴数控托架。
6、系统两部分组 成。产品的定位和夹紧依靠固定在数控托架上的工装来完成。在全自动钻铆过程中， 托架 按照数控程序的指令控制五个运动轴运动实现铆接点的定位、 数控托架的旋转角度 （对应 A 角） 、 数控托架的俯仰角度 （对应 B 角） ， 然后钻铆机在铆接点到位后开始钻铆， 然后数控托架 再移动到下一个点， 依次类推， 完成整个产品的铆接工作。 飞机的结构件中存在较多的平板 件， 如腹板类， 飞机结构梁。飞机机翼等需要应用全自动钻铆技术提高铆接质量和铆接效 率。目前全自动钻铆机主要分为龙门式和 C 型框式结构， 其中 C 型框式结构因其结构相对 简单， 成本较低， 技术也相对成熟， 得到大范围的应。
7、用。 C型全自动钻铆机采用钻铆机主体固 定不同， 数控托架移动的形式实现产品的定位与铆接。托架的移动采用数控代码的形式控 制托架的运动， 因此铆接点的位置的计算就变成了程序运行的核心。 发明内容 0003 针对平板件的结构特点， 本发明提供一种平板件的全自动钻铆定位算法。 0004 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 ： 0005 本发明一种平板件的全自动钻铆定位方法， 包括如下步骤 ： 0006 （1） 根据数模和图纸要求设置平板件的铆接点， 为大量离散的分布点， 从所述铆接 点中选取两个点 P1、 P2 建立一个局部坐标系 O1X1Y1， 利用数模和图纸测量计算得出所有铆 接点在该局部。
8、坐标系下的坐标值 ； 0007 （2） 在平板件进行自动钻铆之前， 手动移动数控托架， 使 P1、 P2 点移动到铆接位 置， 记录 P1、 P2 点对应的机床坐标系下的坐标值 ； 0008 （3） 通过坐标系转换， 将所有待铆接点在局部坐标系 O1X1Y1 下的坐标值转化为数 控托架绝对坐标系 OXY 下的坐标值。 0009 所述铆接点在局部坐标系 O1X1Y1 下的坐标值转化为数控托架绝对坐标系 OXY 下 的坐标值的方法为 ： 0010 设 P 点为蒙皮上的任意一个加工点， 为两个坐标系之间的夹角， 已知 P 点在蒙 皮局部坐标系 O1X1Y1 下的坐标为 (PX ， PY )， P1 。
9、点在数控托架绝对坐标系 OXY 下的坐 标值 (PX1， PY1)， P2 点在数控托架绝对坐标系 OXY 下的坐标值 (PX2， PY2)， 则 P 点在数控托 架绝对坐标系下的坐标 （X， Y） ： 0011 =Atan(（PY2-PY1） /(PX2-PX1） ) 0012 X= +PX1COS() PY1SIN() 0013 Y= +PY1COS()+PX1SIN()。 说 明 书 CN 103587719 A 3 2/2 页 4 0014 本发明的有益效果是 ： 0015 1. 本发明可以通过采集产品上的两个特征点的坐标值， 采用坐标系偏移的方式便 可以获得整个坐标系中所有铆接点的绝。
10、对坐标值， 减少由于工装制造误差、 产品定位误差 等环节， 提高了产品的定位精度。 0016 2. 简化了工装的结构， 因为采用本发明的方法， 产品只需要在工装上 “夹紧” ， 产品 的具体位置由采集点的坐标计算出来， 大大简化了工装的结构， 降低了对于工装的精度要 求， 降低了工装的成本。 0017 3. 由于产品在工装上只起到 “夹紧” 的作用， 因此整个工装可以实现多块不同平板 件的铆接工作， 使其工装具有较强的通用性和柔性。 附图说明 0018 图 1 为本发明平板件的局部坐标系示意图。 0019 图 2 为本发明数控机床的绝对坐标系示意图。 0020 图中 ： P1、 P2 为任意选。
11、取的两个特征点， O1X1Y1 为壁板本身的局部坐标系， OXY 为 数控托架绝对坐标系。 具体实施方式 0021 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。 0022 实施例 1 ： 如图 1 所示， 本发明主要是基于平板件的全自动钻铆定位方法。平板件 因为在Z方向上和水平面平行， 而且不需要调整A角， 因此算法的核心就是计算在二维方向 上铆接点的位置。 0023 本发明的具体步骤如下 ： 0024 1.对于平板件来说， 铆接点位置由客户的数模和图纸给出。 如图1所示， 所述铆接 点是一些离散的分布点， 为了能够用坐标的形式表达出来这些离散的坐标点的坐标值， 任 意选取两个特征点， 例。
12、如P1、 P2， 来建立一个局部坐标系O1X1Y1， P1点为局部坐标系O1X1Y1 的原点， 通过建立局部坐标系， 通过坐标的形式表达出所有离散的分布点的坐标值 ； 0025 2. 在数控托架中固定待钻铆产品， 手动移动数控托架使选取的特征点 P1、 P2 移动 到钻铆的目标位置， 即钻头的正下方， 记录下数控车床的 X、 Y 方向的坐标值 ； 0026 3. 通过坐标系转换， 将所有待铆点在局部坐标系下的坐标值转化为绝对坐标系下 的坐标值， 如图 2 所示， 其中坐标系 O1X1Y1 为壁板本身的局部坐标系， 坐标系 OXY 为数控托 架绝对坐标系。 0027 所述待铆接点在局部坐标系 O。
13、1X1Y1 下的坐标值转化为托架绝对坐标系 OXY 下的 坐标值的方法为 ： 0028 设P点为蒙皮上的任意一个加工点， 为两个坐标系之间的夹角， 已知P点在蒙皮 局部坐标系下的坐标为 （PX， PY） ， P1点在机床绝对坐标系OXY下的坐标值(PX1， PY1)， P2 点在机床绝对坐标系 OXY 下的坐标值 (PX2， PY2) ； 则 P 点在绝对坐标系下的坐标 （X， Y） ： 0029 =Atan(（PY2-PY1） /(PX2-PX1） ) 0030 X=PX +PX1COS() PY1SIN() 0031 Y=PY +PY1COS()+PX1SIN()。 说 明 书 CN 103587719 A 4 1/1 页 5 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103587719 A 5 。