CN106915472A - 一种飞机机身与机头对接数字化装配布局结构及布局方法 - Google Patents

Abstract

一种飞机机身与机头对接数字化装配布局结构及布局方法，属于飞机制造装配技术领域，其结构包括两机身托架、机头调资定位单元、机身调姿定位单元、两台激光跟踪仪、两个对接面操作台，一个机身端部操作台、两个活动工作梯和一集成控制系统操作台，两机身托架位于飞机机身下方，机头调姿定位单元和机身调姿定位单元分别设置于所述机头和机身的下方；所述的两台激光跟踪仪对称设置于机头前方的两侧，形成飞机数字化测量场，两个对接面操作台分别布置于机头和机身对接缝两侧所述的机身端部操作台设置于机身的端部，所述的两个活动工作梯布置于机身两侧，所述的集成控制系统操作台集成了测量系统、调姿系统、工艺管理及数据库系统完成对接控制工作。

Description

一种飞机机身与机头对接数字化装配布局结构及布局方法

技术领域

本发明属于飞机制造装配技术领域，尤其与一种飞机机身与机头对接数字化装配布局结构及布局方法有关。

背景技术

在飞机制造生产的整个过程中，飞机的装配工作占了大概50%的工作量，因此提高飞机装配的工作效率对整个飞机制造生产过程的效率提高具有有很大的意义。目前，国内飞机的装配基本都采用传统的装配方法，利用工装进行飞机对接装配，人测量采用站在传统工作梯上，这不仅浪费时间，并且增加了人员的工作强度，降低工作质量和效率。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术不足，提供一种飞机机身与机头对接数字化装配布局结构及布局方法。

一种飞机机身与机头对接数字化装配布局结构，其特征是，所述的结构包括两机身托架、机头调资定位单元、机身调姿定位单元、两台激光跟踪仪、两个对接面操作台，一个机身端部操作台、两个活动工作梯和一集成控制系统操作台，两个机身托架位于飞机机身下方，对机身起到支撑和保护作用，以免设备故障导致的机身落地事故发生，同时增加了机身的支撑点，使机头机身装配过程更加稳定；

所述机头调姿定位单元和机身调姿定位单元分别设置于所述机头和机身的下方，机头调姿定位单元和机身调姿定位单元均由四个三轴定位器组成，各个三轴定位器设置有三维力传感器，以保证对机头和机身进行调姿时的实时力监控；

所述的两台激光跟踪仪对称设置于机头前方的两侧，形成飞机数字化测量场，每台激光跟踪仪由基于大螺旋升降的激光跟踪仪基座安装，适应了激光跟踪仪测量过程中光路可达性以及人员操作便利性，实现无死角测量；

所述两个对接面操作台分别布置于机头和机身对接缝两侧，用于实现飞机外部对接面的操作；

所述的机身端部操作台设置于机身的端部，作为人员和物料进入飞机内部对接区操作的通道；

所述的两个活动工作梯布置于机身两侧，可以根据需要单人操作自行到达相应位置，用于从机身外部进入机身内部以及完成机身外部测量点的测量工作，并与定位器协调，防止与定位器碰撞而损坏定位器；

所述的集成控制系统操作台集成了测量系统、调姿系统、工艺管理及数据库系统完成对接控制工作，设置于机身的俯视图正下方。

作为对上述技术方案的补充和完善，本发明还包括以下技术特征。

所述的机身端部操作台包括电动升降货柜和供工人进出机身内部的进出通道，该进出通道的顶端设置平台，升降货柜将装配时需要用到的物料上升输送到平台处，避免了工人上下搬运物料的麻烦。

进一步，所述平台的台面高度与飞机机舱内的地板高度相同，方便工人进出机身内部。

更进一步，所述平台上靠近飞机一侧安装有防撞橡胶条，避免操作不当或发生意外时碰伤飞机。

所述的数字化装配布局结构还包括一采用铝合金轻型材料制作而成的内部工作梯，内部工作梯放置于飞机机舱内部对接处地板上，主要是为了适用内部对接区适应空间高低和人的身高差异需求。

进一步，所述内部工作梯的四周设置有防撞橡胶，以免工作梯碰撞损伤飞机。

所述机头调姿定位单元和机身调姿定位单元上分别对应设置有一个工艺托架，机头和机身分别放置于各自对应的工艺托架上，主要是确保机头和机身调姿刚性避免调姿时发生拉扯现象。

所述的对接面操作台分为2层可升降式操作台和底座，满足工人在任意高度施工，采用电动模式，漏电保护，有急停、限位、防撞装置。

一种飞机机身与机头对接数字化装配布局方法，其特征是，包括以下步骤：第一步，通过集成控制系统操作台进行系统自检；第二步，通过两激光跟踪仪构建数字化测量场；第三步，将机头对应的工艺托架对应入位至机头调姿定位单元，将机身对应的工艺托架对应入位至机身调姿定位单元；第四步，将前机身吊装入位至机身对应的工艺托架上，对机身实现柔性支撑；第五步，利用活动工作梯测量机身测量点并且通过机身调姿定位单元调姿；第六步，将机头吊装入位至机头对应的工艺托架上，对机头实现柔性支撑；第七步，利用活动工作梯测量机头测量点并且通过机头调姿定位单元调姿；第八步，将机身托架、对接面操作台、机身端部操作台、内部工作梯入位完成相关对接操作；第九步，将机身托架、对接面操作台、机身端部操作台、内部工作梯回位；第十步，将对接后的机身和机头整体调离，完成对接装配。

本发明可以达到以下有益效果：本发明综合应用了包括数字化协调技术、数字化仿真技术、数字化测量技术、数字化定位技术、虚拟五轴调姿技术等各种先进技术，组建了先进的数字化对接装配系统，提高了装配效率以及装配精度。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是本发明的俯视图。

图3是本发明的左视图。

图4是本发明的右视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。

如图1~图4所示，本发明的飞机机身2与机头对接数字化装配布局结构，包括两机身托架5、机头调资定位单元、机身调姿定位单元7、两台激光跟踪仪10、两个对接面操作台8和内部工作梯，一个机身端部操作台4、两个活动工作梯3和一集成控制系统操作台6，两机身托架5位于飞机机身2下方，对机身起到支撑和保护作用。

机头调姿定位单元9和机身调姿定位单元7分别设置于所述机头1和机身2的下方，所述机头调姿定位单元9和机身调姿定位单元7上分别对应设置有一个工艺托架，机头1和机身2分别放置于各自对应的工艺托架上，机头调姿定位单元9和机身调姿定位单元7均由四个三轴定位器组成，各个三轴定位器设置有三维力传感器，以保证对机头1和机身2进行调姿时的实时力监控；

所述的两台激光跟踪仪10对称设置于机头1前方的两侧，形成飞机数字化测量场，每台激光跟踪仪10由基于大螺旋升降的激光跟踪仪10基座安装，适应了激光跟踪仪10测量过程中光路可达性以及人员操作便利性；

所述两个对接面操作台8分别布置于机头1和机身2对接缝两侧，对接面操作台8分为2层可升降式操作台和底座，满足工人在任意高度施工，采用电动模式，漏电保护，有急停、限位、防撞装置，用于实现飞机外部对接面的操作；

所述的机身端部操作台4设置于机身的端部，机身端部操作台4包括电动升降货柜和供工人进出机身2内部的进出通道，该进出通道的顶端设置平台，升降货柜将装配时需要用到的物料上升输送到平台处，平台的台面高度与飞机机舱内的地板高度相同，方便工人进出机身2内部，平台上靠近飞机一侧安装有防撞橡胶条，避免操作不当或发生意外时碰伤飞机；内部工作梯12放置于飞机机舱内部对接处地板上，所述内部工作梯12的四周设置有防撞橡胶，以免工作梯碰撞损伤飞机，每个内部工作梯12外挂一个蓄电池式电灯以提高内部操作亮度，每个工作梯12由两个面组成，其中一个面具备升降功能适应空间高低和人的身高差异需求；所述的两个活动工作梯3布置于机身2两侧，由可靠的电动驱动为动力，采用移动升降车形式，单把手控制，即可以根据需要单人操作自行到达相应位置，用于从机身2外部进入机身2内部以及完成机身2外部测量点的测量工作，并与定位器协调，防止与定位器碰撞而损坏定位器，并且能够以可变的上升和下降速度控制升高和降低动作，活动工作梯3采用紧凑型设计，允许绕自己的车轴转动，进出有限的空间更加轻松，可靠的电动驱动为升降车提供持续的动力，内置的自动充电器可实现快充，用于从机身2外部进入机身2内部以及完成机身2外部测量点的测量工作，即单人可直接开着这个车手持靶球或者T-Probe完成测量工作无需再像以往传统工作梯需要人先移动好梯子再上上下下实现测量，并与定位器高度协调；所述的集成控制系统操作台6集成了测量系统、调姿系统、工艺管理及数据库系统完成对接控制工作，设置于机身2侧下方。

本发明的飞机机身2与机头对接数字化装配布局方法，包括以下步骤：第一步，通过集成控制系统操作台进行系统自检；第二步，通过两激光跟踪仪10构建数字化测量场；第三步，将机头工艺托架对应入位至机头调姿定位单元9，将机身对应的工艺托架对应入位至机身调姿定位单元7；第四步，将前机身2吊装入位至机身对应的工艺托架上，对机身2实现柔性支撑；第五步，利用活动工作梯3测量机身2测量点并且通过机身调姿定位单元7调姿；第六步，将机头1吊装入位至机头对应的工艺托架11上，对机头1实现柔性支撑；第七步，利用活动工作梯3测量机头测量点并且通过机头调姿定位单元9调姿；第八步，将机身托架5、对接面操作台8、机身端部操作台4、内部工作梯12入位完成相关对接操作；第九步，将机身托架5、对接面操作台8、机身端部操作台4、内部工作梯12回位；第十步，将对接后的机身2和机头1整体调离，完成对接装配。

Claims (9)

1.一种飞机机身与机头对接数字化装配布局结构，其特征在于：所述的结构包括两机身托架、机头调资定位单元、机身调姿定位单元、两台激光跟踪仪、两个对接面操作台，一个机身端部操作台、两个活动工作梯和一集成控制系统操作台，两机身托架位于飞机机身下方，对机身起到支撑和保护作用，机头调姿定位单元和机身调姿定位单元分别设置于所述机头和机身的下方，机头调姿定位单元和机身调姿定位单元均由四个三轴定位器组成，各个三轴定位器设置有三维力传感器，以保证对机头和机身进行调姿时的实时力监控；

所述的两台激光跟踪仪对称设置于机头前方的两侧，形成飞机数字化测量场，每台激光跟踪仪由基于大螺旋升降的激光跟踪仪基座安装，适应了激光跟踪仪测量过程中光路可达性以及人员操作便利性；

所述两个对接面操作台分别布置于机头和机身对接缝两侧，用于实现飞机外部对接面的操作；

所述的机身端部操作台设置于机身的端部，作为人员和物料进入飞机内部对接区操作的通道；

所述的两个活动工作梯布置于机身两侧，可以根据需要单人操作自行到达相应位置，用于从机身外部进入机身内部以及完成机身外部测量点的测量工作，并与定位器协调，防止与定位器碰撞而损坏定位器；

所述的集成控制系统操作台集成了测量系统、调姿系统、工艺管理及数据库系统完成对接控制工作，设置于机身侧下方。

2.根据权利要求1所述一种飞机机身与机头对接数字化装配布局结构，其特征在于：所述的机身端部操作台包括电动升降货柜和供工人进出机身内部的进出通道，该进出通道的顶端设置平台，升降货柜将装配时需要用到的物料上升输送到平台处，避免了工人上下搬运物料的麻烦。

3.根据权利要求2所述一种飞机机身与机头对接数字化装配布局结构，其特征在于：所述平台的台面高度与飞机机舱内的地板高度相同，方便工人进出机身内部。

4.根据权利要求3所述一种飞机机身与机头对接数字化装配布局结构，其特征在于：所述平台上靠近飞机一侧安装有防撞橡胶条，避免操作不当或发生意外时碰伤飞机。

5.根据权利要求4所述一种飞机机身与机头对接数字化装配布局结构，其特征在于：所述的数字化装配布局结构还包括一采用铝合金轻型材料制作而成的内部工作梯，内部工作梯放置于飞机机舱内部对接处地板上，主要是为了适用内部对接区适应空间高低和人的身高差异需求。

6.根据权利要求5所述一种飞机机身与机头对接数字化装配布局结构，其特征在于：所述内部工作梯的四周设置有防撞橡胶。

7.根据权利要求6所述一种飞机机身与机头对接数字化装配布局结构，其特征在于：所述机头调姿定位单元和机身调姿定位单元上分别对应设置有一个工艺托架，机头和机身分别放置于各自对应的工艺托架上，主要是确保机头和机身调姿刚性避免调姿时发生拉扯现象。

8.根据权利要求7所述一种飞机机身与机头对接数字化装配布局结构，其特征在于：所述的对接面操作台分为2层可升降式操作台和底座，满足工人在任意高度施工，采用电动模式，漏电保护，有急停、限位、防撞装置。

9.一种飞机机身与机头对接数字化装配布局方法，其特征在于：包括以下步骤：第一步，通过集成控制系统操作台进行系统自检；第二步，通过两激光跟踪仪构建数字化测量场；第三步，将机头对应的工艺托架对应入位至机头调姿定位单元，将机身对应的工艺托架对应入位至机身调姿定位单元；第四步，将前机身吊装入位至机身对应的工艺托架上，对机身实现柔性支撑；第五步，利用活动工作梯测量机身测量点并且通过机身调姿定位单元调姿；第六步，将机头吊装入位至机头对应的工艺托架上，对机头实现柔性支撑；第七步，利用活动工作梯测量机头测量点并且通过机头调姿定位单元调姿；第八步，将机身托架、对接面操作台、机身端部操作台、内部工作梯入位完成相关对接操作；第九步，将机身托架、对接面操作台、机身端部操作台、内部工作梯回位；第十步，将对接后的机身和机头整体调离，完成对接装配。