(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210712168.X (22)申请日 2022.06.22 (71)申请人 沈阳飞机 工业 （集团） 有限公司 地址 110034 辽宁省沈阳市皇姑区陵北街1 号 (72)发明人 赵建国　潘新　台春雷　刘哲　 白继鹏　王崇　 (74)专利代理 机构 大连理工大 学专利中心 21200 专利代理师 李晓亮 (51)Int.Cl. B64F 5/10(2017.01) G06F 30/15(2020.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 飞机一体化结构数字化 修配系统及方法 (57)摘要 本发明提出一种飞机一体化结构数字化修 配系统及方法， 属于航空制造工程与飞机装配技 术领域。 本发明结合数字化测量、 虚拟装配和数 控加工技术， 基于数量协调制定了适应一体化零 部件余量修切工艺方案， 通过数字化修切方式消 除零部件成型和装配过程的累计误差， 显著降低 了无型架装配技术对零部件制造精度的要求， 拓 展了无型架装配技术的应用范围。 本发明同时兼 顾制造成本和 效率， 大大缩短生产准备周 期， 实 现了飞机的快速试制， 促进机型迭代升级， 为未 来作战飞机高空、 高速、 高机动、 高隐身等能力的 跃升提供技 术保障。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 115108043 A 2022.09.27 CN 115108043 A 1.一种飞机一体化结构数字化修配系统， 其特征在于， 该系统包括数控加工设备(1)、 扫描仪(2)、 数字化测量支 柱(3)、 加工支 柱(4)、 跟踪测量仪(6)和零部件柔 性夹持工装(7)； 所述数控加工设备(1)的龙门框架能够沿地面导轨移动， 所述数字化测量支柱(3)和加 工支柱(4)安装在数控加 工设备(1)的上横梁上， 能沿数控加 工设备(1)上横梁上的导轨水 平移动， 数字化测量支柱(3)和加工支柱(4)自身能上下移动； 所述零部件柔性夹持工装(7) 布置在数控加工设备(1)加 工和测量区域内， 用于支撑夹持待加工零部件(5)； 所述扫描仪 (2)安装在数字化测量支柱(3)下端， 用于测量待加 工零部件(5)的外形面和其上的跟踪标 识点(8)； 所述跟踪测量仪(6)布置在数控加工 设备(1)边部， 用于实时采集待加工零部件 上 跟踪标识点的位置信息 。 2.一种采用如权利要求1所述的飞机一体化结构数字化修配系统的修配方法， 其特征 在于， 该方法包括以下步骤： 1)修切工艺数据准备 将加工支柱(4)移动到数控加工设备(1)上横梁 的一端， 扫描仪(2)安装在数字化测量 支柱(3)下端备用； 待加工零部件(5)固定在零部件柔性夹持工装(7)上， 保证可靠夹持； 数 字化测量支柱(3)拖动扫描仪(2)逐次测量相互配合的待加工零部件(5)外形面和跟踪标识 点(8)， 每次测量同时读取加工支柱的位置和姿态信息， 并将信息融化， 实现多组测量数据 的高精度拼接， 再与理论模 型进行最佳拟合， 将测量数据转换到飞机零部件坐标系下， 最后 经处理形成测量 参数库； 基于测量参数库， 提取出待修切区域数据， 经逆向建模和虚拟装配， 得出待加工区域位 置和加工量， 以便下一步的修切工艺规划； 同时提取出待加工零部件(5)上跟踪标识点(8) 坐标信息， 提供 给跟踪测量仪(6)， 以便后续 零部件快速 定位使用； 2)修切工艺 规划 为避免零部件修配时过量切削， 造成难以挽回的质量损 失， 采用逐次逼近方式进行修 配， 修配工艺分为 粗加工去除余 量、 精加工修 正和光整加工， 并编制加工程序； 3)零部件夹持固定 根据修切区加工需求， 调整待加工零部件(5)位置， 便于测量和修切加工， 采用零部件 柔性夹持工装(7)夹紧待加工零部件(5)； 4)零部件数字化定位 跟踪测量仪(6)使用前， 需与数控加工设备(1)进行系统标定， 确定跟踪测量仪(6)和数 控加工设备(1)相对位置 关系， 统一坐标系； 然后跟踪测量仪(6)测量待加工零部件(5)上布 置的跟踪 标识点(8)， 确认数控加工设备(1)和待加工零部件(5)的位置 关系， 进而调整修切 工艺规划中确定的加工程序； 5)粗加工去除余 量 根据步骤4)调整后的加工程序， 采用数控加工设备(1)去除待加工零部件(5)的大部分 余量； 6)数字化检测与虚拟装配验证 粗加工后， 为避免零部件修配时过量切削， 造成质量偏差， 保持待加工零部件(5)位置 不变， 采用扫描仪(2)再次测量待加 工零部件(5)的加 工区域， 经数据处理、 坐标系变换、 逆 向建模和虚拟装配， 确认待加工区域 实际余量， 根据实际余量值， 修正后续的精加工和光整权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115108043 A 2加工程序， 最终保证待加工零部件(5)的修切精度和表面质量； 7)精加工修 正 根据步骤6)的结果， 调整精加工切削量， 修正加工程序， 完成精加工修正工作； 加工过 程中， 跟踪测量仪(6)实时测量跟踪 标识点(8)坐标值， 并判断待加工零部件(5)位置是否改 变， 如改变停止切削， 根据测量 值进行调整； 8)光整加工 最后剩余的余量， 通过光整加工去除， 加工过程注意调 整切削参数， 以保证切削表面粗 糙度为标准， 完成修切最后修切工作； 9)加工完成 产品修切后经验收交付装配使用。 3.根据权利要求2所述的修配方法， 其特征在于， 所述步骤2)中， 根据步骤1)修切工艺 数据准备阶段的结果， 大部 分工艺余量采用粗加工方式去除， 蒙皮对缝 处留0.5mm余量待 下 一步切削； 精加工修 正去除0.4m m余量； 光整加工保证最后加工表面 光洁度， 修切剩余 余量。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115108043 A 3