本申请涉及飞机复材壁板装配技术领域，具体是一种复材壁板长桁轴线面快速测量装置及测量方法。
背景技术：
目前国内，复合材料在飞机上的应用总量快速增长，复合材料零件数量、质量在飞机总体占比不断提升。复合材料壁板是复合材料在飞机零部件上应用的一种形式，一般复合材料壁板由复材蒙皮和复材长桁构成，为使复合材料壁板的使用性能最佳，设计人员对复材长桁与复材蒙皮装配位置精度具有一定的要求，主要体现在复材长桁的端头定位精度要求及长桁轴线面的位置精度要求，因此，在复材蒙皮和复材长桁装配形成复材壁板后，需对复材长桁的定位精度进行测量。复材长桁主要分为t型长桁、“工”字型长桁等多种形式，长桁轴线面为长桁立筋的中心面，在实际生产测量中，通过激光跟踪仪测量长桁立筋一侧表面上尽可能多的点，拟合出长桁立筋一侧表面的空间位置，再根据长桁立筋的厚度，间接计算出长桁轴线面的位置精度。由于复材长桁形式多样，其随着复材蒙皮的曲率变化发生扭转，且复材长桁立筋厚度存在偏差，导致长桁轴线面位置精度测量难度大，测量效率低、测量精度低，严重影响了生产效率及产品质量。因此，为了满足生产需要，亟待研究一种适用于复材壁板长桁轴线面快速测量的测量装置及测量方法。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供了一种复材壁板长桁轴线面快速测量装置及测量方法。该装置通过长桁轴线面测量装置，可实现对复材壁板上长桁轴线面的自动对中定位；通过激光跟踪仪测量系统，可实现对长桁轴线面测量装置空间位置的实时跟踪及快速测量，最终快速精确的测量出复材壁板上长桁的制造精度。
一种复材壁板长桁轴线面快速测量装置，包括固定板、夹持机构、拉簧、保护罩、调整手柄、靶球座，固定板四角开有四个高精度孔，孔间距公差±0.05mm，其中心设有靶球座；固定板四角设有四个两两对称的夹持机构，两个相互对称夹持机构组成组使用，每组夹持机构夹持住长桁立筋，并可沿长桁立筋移动，夹持机构包括扇形齿轮、转轴、摆臂、滚轮、滚珠脚轮，转轴穿过固定板上的高精度孔，扇形齿轮固定在固定板上方的转轴上，摆臂穿过固定板下方的转轴，并固定在转轴底部，滚轮固定在摆臂一端，滚珠脚轮固定在摆臂底面上，每组夹持机构的扇形齿轮互相啮合，两组夹持机构之间通过拉簧连接，调整手柄包括调整螺栓、顶块，调整手柄位于两组夹持机构的扇形齿轮之间，顶块为三角形钢块，安装于调整螺栓端部，调整螺栓安装于保护罩侧面的螺纹孔中，旋转调整螺栓，顶块推动扇形齿轮绕转轴旋转，保护罩固定在固定板上罩住其上的所有结构。
一种复材壁板长桁轴线面快速测量方法，包括以下步骤：
1将一段标准长桁固定在校准工作台上的准确位置，用测量装置的夹持机构夹持住标准长桁的立筋，将靶球放置在靶球座上，并将复材壁板长桁轴线面快速测量装置沿立筋移动，移动过程中用激光跟踪仪测量系统测出靶球的空间坐标，拟合出标准长桁的实测轴线面；
2将标准长桁实测轴线面与模型中的理论轴线面进行比对，计算出偏差值，即校准补偿值；
3用复材壁板长桁轴线面快速测量装置的夹持机构夹持住待测复材壁板长桁的立筋，将靶球放置在靶球座上，并将复材壁板长桁轴线面快速测量装置沿立筋移动，移动过程中用激光跟踪仪测量系统测出靶球的空间坐标，拟合出待测复材壁板长桁的实测轴线面；
4将待测复材壁板长桁的实测轴线面通过校准补偿值补偿后与模型中的理论轴线面进行比对，计算出的偏差值即为待测复材壁板长桁轴线面的制造偏差值。
有益效果：本发明提供了一种复材壁板长桁轴线面快速测量装置及测量方法，通过复材壁板长桁轴线面快速测量装置、激光跟踪仪测量系统等组合运用，突破了传统飞机复材壁板长桁轴线面难以精确定位、测量的难题，提高了飞机复材壁板长桁轴线面测量的效率和精度。该测量装置结构简单，操作方便、快捷，极大的简化了原有飞机复材壁板长桁轴线面的测量流程；此类测量的方法缩短了飞机复材壁板长桁轴线面的测量时间，大幅提高了飞机复材壁板长桁轴线面的测量效率。此类测量装置及测量方法还可直接推广至其他类型飞机复材壁板制造装配技术领域。
以下结合实施例附图对本申请做进一步详细描述：
附图说明
图1快速测量装置结构示意图
图2快速测量装置的夹持机构结构示意图
图3快速测量装置测量示意图
图4校准工作台结构示意图
图中编号说明：1固定板、2夹持机构、3拉簧、4保护罩、5调整手柄、6靶球座、7扇形齿轮、8转轴、9摆臂、10滚轮、11滚珠脚轮、12高精度复合材料模具、13复材壁板长桁轴线面快速测量装置、14复材壁板长桁、15校准工作台、16激光跟踪仪测量系统、17靶球、18支撑框架、19工作台面、20靶标孔、21标准长桁。
具体实施方式
参见图1-4所示,一种复材壁板长桁轴线面快速测量装置13，包括固定板1、夹持机构2、拉簧3、保护罩4、调整手柄5、靶球座6，固定板1四角开有四个高精度孔，孔间距公差±0.05mm，其中心设有靶球座6；固定板1四角设有四个两两对称的夹持机构2，两个相互对称夹持机构2组成一组使用，每组夹持机构2夹持住长桁立筋，并可沿长桁立筋移动，夹持机构2包括扇形齿轮7、转轴8、摆臂9、滚轮10、滚珠脚轮11，转轴8穿过固定板1上的高精度孔，扇形齿轮7固定在固定板1上方的转轴8上，摆臂9穿过固定板1下方的转轴8，并固定在转轴8底部，滚轮10固定在摆臂9一端，滚珠脚轮11固定在摆臂9底面上，每组夹持机构2的扇形齿轮7互相啮合，两组夹持机构2之间通过拉簧3连接，调整手柄5包括调整螺栓、顶块，调整手柄5位于两组夹持机构2的扇形齿轮7之间，顶块为三角形钢块，安装于调整螺栓端部，调整螺栓安装于保护罩4侧面的螺纹孔中，旋转调整螺栓，顶块推动扇形齿轮7绕转轴8旋转，保护罩4固定在固定板1上罩住其上的所有结构。
校准工作台15包括支撑框架18、工作台面19、靶标孔20，支撑框架18为桁架式结构，其是校准工作台15的主体框架，与地面固连；工作台面19为方形块状平台，安装于支撑框架18上部，其一周均匀分布有六个靶标孔20，靶标孔的坐标值刻于孔位附近；标准长桁21为高精度t型长桁，固定于工作台面19中部，标准长桁21的实际外形与理论外形一致，且其在工作台面19上的安装位姿与理论状态一致，以实现对复材壁板长桁轴线面快速测量装置13的测量精度进行校准；高精度复合材料模具12用于承托复材材料壁板，其一周设有多个基准孔及靶标孔，可实现对复材材料壁板精确定位、保型、固定，以及建立整个测量系统所需的飞机坐标系，确定复材材料壁板的空间位置、姿态；高精度复合材料模具12、激光跟踪仪测量系统16放置于校准工作台15附近的适当位置。
一种复材壁板长桁轴线面快速测量方法，包括以下步骤：
1将一段标准长桁21固定在校准工作台15上的准确位置，用复材壁板长桁轴线面快速测量装置13的夹持机构2夹持住标准长桁21的立筋，将靶球17放置在靶球座6上，并将复材壁板长桁轴线面快速测量装置13沿立筋移动，移动过程中用激光跟踪仪测量系统16测出靶球17的空间坐标，拟合出标准长桁21的实测轴线面；
2将标准长桁实测轴线面与模型中的理论轴线面进行比对，计算出偏差值，即校准补偿值；
3用复材壁板长桁轴线面快速测量装置13的夹持机构2夹持住待测复材壁板长桁14的立筋，将靶球17放置在靶球座6上，并将复材壁板长桁轴线面快速测量装置沿立筋移动，移动过程中用激光跟踪仪测量系统16测出靶球17的空间坐标，拟合出待测复材壁板长桁14的实测轴线面；
4将待测复材壁板长桁14的实测轴线面通过校准补偿值补偿后与模型中的理论轴线面进行比对，计算出的偏差值即为待测复材壁板长桁轴线面的制造偏差值。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
1.一种复材壁板长桁轴线面快速测量装置，其特征在于包括固定板、夹持机构、拉簧、保护罩、调整手柄、靶球座，固定板四角开有四个高精度孔，孔间距公差±0.05mm，其中心设有靶球座；固定板四角设有四个两两对称的夹持机构，两个相互对称夹持机构成组使用，每组夹持机构夹持住长桁立筋，并可沿长桁立筋移动，夹持机构包括扇形齿轮、转轴、摆臂、滚轮、滚珠脚轮，转轴穿过固定板上的高精度孔，扇形齿轮固定在固定板上方的转轴上，摆臂穿过固定板下方的转轴，并固定在转轴底部，滚轮固定在摆臂一端，滚珠脚轮固定在摆臂底面上，每组夹持机构的扇形齿轮互相啮合，两组夹持机构之间通过拉簧连接，调整手柄包括调整螺栓、顶块，调整手柄位于两组夹持机构的扇形齿轮之间，旋转调整螺栓，顶块推动扇形齿轮绕转轴旋转，保护罩固定在固定板上罩住其上的所有结构。
2.根据权利要求1所述的一种复材壁板长桁轴线面快速测量装置，其特征在于所述的顶块为三角形钢块，安装于调整螺栓端部。
3.根据权利要求1所述的一种复材壁板长桁轴线面快速测量装置，其特征在于所述的调整手柄上的调整螺栓安装于保护罩侧面的螺纹孔中。
4.一种复材壁板长桁轴线面快速测量方法，其特征在于包括以下步骤：
4-1将一段标准长桁固定在校准工作台上的准确位置，用测量装置的夹持机构夹持住标准长桁的立筋，将靶球放置在靶球座上，并将复材壁板长桁轴线面快速测量装置沿立筋移动，移动过程中用激光跟踪仪测量系统测出靶球的空间坐标，拟合出标准长桁的实测轴线面；
4-2将标准长桁的实测轴线面与模型中的理论轴线面进行比对，计算出偏差值，即校准补偿值；
4-3用复材壁板长桁轴线面快速测量装置的夹持机构夹持住待测复材壁板长桁的立筋，将靶球放置在靶球座上，并将复材壁板长桁轴线面快速测量装置沿立筋移动，移动过程中用激光跟踪仪测量系统测出靶球的空间坐标，拟合出待测复材壁板长桁的实测轴线面；
4-4将待测复材壁板长桁的实测轴线面通过校准补偿值补偿后与模型中的理论轴线面进行比对，计算出的偏差值即为待测复材壁板长桁轴线面的制造偏差值。
技术总结