专利名称：一种对成型的模胎的实际刻线检测的方法
技术领域：
本发明涉及对成型的模胎的实际刻线检测的方法，特别涉及对成型的飞机翼面模胎的实际刻线进行检测的方法。
背景技术：
飞机翼面模胎的表面形状在长度方向变换略缓，横向变化较大，每个横向截面均是不相同的翼面形空间曲面；该模胎底座为钢体结构，模胎型面采用环氧树脂浇注，浇铸后，采用数控铣削加工方法成型曲面和刻线。飞机翼面模胎的形状线中包含有零件外形线、前后梁中心线、站位线、口盖外形线及中心线、化铣区域线、漏水孔中心线和口盖CPH孔中心线等。将模胎制作出来并在其型面上刻线刻好后，就需要检验已经刻好的线是否满足要求，因为该模胎型面上的刻线会作为飞机零部件外形的制造依据，所以刻线的检验起着极 其重要的保证作用。目前，飞机翼面模胎的制造采用了数字化和大型数控加工。通常，检测此类模胎最常用的是模线样板法和模线明胶板法。模线样板法一般用于复杂的模胎曲面，采用这种检测方法需要大量的不同站位的样板以及辅助工装(诸如，较大的场地和大平台、角尺板、标准直尺水平仪、经纬仪等)，然而，样板的成本大、制造周期长，测量精度也不能满足刻线的定位精度要求。模线明胶板法一般用于曲面较平坦的模胎，采用这种检测方法需要将翼面复杂的三维数模转成二维的展开形状图且需要用多张明胶板拼合，然而，这种检测方法存在如下缺点人力、时间投入较多，制作周期很长，精度误差也较大。综上所述，目前，检测模胎形状刻线的方法都存在精度低、成本大、周期长的缺陷，因此只有寻求新的检测方法来补充和完善模胎表面刻线的检测难题。
发明内容
本发明旨在克服现有技术中存在的精度低、成本大、周期长的缺陷，提出一种翼面模胎刻线的检测方法，当数控机床对翼面模胎完成加工后，可以不移位翼面模胎在现场采用本发明所公开的检测方法完成对大型翼面模胎的检测。一种对成型的模胎的实际刻线检测的方法，包括以下步骤(a)从制造所述模胎的数据模型中选取理论刻线上的点；(b)将选取的理论刻线上的点编制成数控机床可运行的行走轨迹程序；(C)数控机床运行行走轨迹程序；(d)数控机床上的工具头根据行走轨迹程序行走，以在模胎上作出标记；(e)比较标记和实际刻线的偏差；(f)确定偏差是否为允许值。较优地，所述标记是通过所述工具头的头部施压所述模胎的表面产生压痕来实现的。所述压痕为O. lmm-0. 15mm。所述工具头的头部的直径为lmm-3mm，并且所述工具头的头部的角度为45。-65。。所述理论刻线和所述实际刻线包括零件外形线、前后梁中心线、站位线、口盖外形线及中心线、化铣区域线、漏水孔中心线和口盖CPH孔中心线其中之一者。所述模胎为飞机的翼面模胎。
所述步骤(e)通过放大镜观察。根据本发明的模胎刻线的检测方法具有如下的优点第一、实现了大尺寸复杂型面模胎的表面形状线的检测，在数控铣床进行模胎型面和刻线加工后不移位，在线及时采用本方法完成对飞机形状刻线的检验，其视觉效果较好，获得比较准确的理论和实物对比结果，置信度高，能达到图纸所要求的检验精度要求。第二、相比于现有技术的常规方法(如模线样板法等，本方法大大降低了检测成本、缩短了检测周期，同时，提高了工作效率和检测精度。第三、降低了对大型检测设备的依赖，提供了刻线检测的新途径。作为完善和一种补充手段，具有较高的实用性和经济性。通过实践证明此方法可以充分检测复杂曲面刻线的偏差状况，并能运用于几乎所有模胎的数控刻线的检测。
图I示出了工装理论数据模型中翼面模胎100的理论刻线的示意图；图2示出了对成型的飞机翼面模胎的实际刻线检测的方法；图3示出了数控机床按照行走轨迹程序使工具头300行走的行走轨迹；图4示出了工具头300的示意图；图5示出了已成型的飞机翼面模胎200的实际刻线以及工具头在其上留下的压痕(该压痕代表理论刻线上点)。
具体实施例方式下面本文将参照附图详细地提供本发明的优选实施方案的描述。在本说明书中，以飞机的翼面模胎为例对本发明的检测方法做了比较详细的说明，但是本领域的技术人言应当可以理解，本发明的检测方法并不限于仅对飞机的翼面模胎上的实际刻线进行检测，事实上，本发明所公开的检测方法可以对飞机的其他模胎上的实际刻线进行检测，也可以对除飞机以外的其他机械制造领域的模胎上的实际刻线进行检测。图I示出了工装理论数据模型中翼面模胎100的理论刻线的示意图，其中该理论亥Ij线包括口盖线、化铣线、口盖孔中心线、前梁/后梁中心线、漏水孔中心线、CPH孔中心线、站位线、外形线。前述的工装理论数据模型指的是被计算机系统接收的描述工装几何形状的数字化模型，简称数模，是制造和检验的依据。理论刻线是在工装数模中设计完成的。在优选的实施方式中，本发明针对已成型的飞机翼面模胎的实际刻线进行检测，已成型的翼面模胎的形状与图I所示出的数据模型中的翼面模胎的形状是基本相同的。
图2示出了对飞机翼面模胎的实际刻线检测的方法，其包括S102 :从制造所述模胎的数据模型中选取理论刻线上的点；S104 :将选取的理论刻线上的点编制成数控机床可运行的行走轨迹程序；S106 :数控机床运行行走轨迹程序；S108 :数控机床上的工具头根据行走轨迹程序行走，以在模胎上作出标记；SllO :比较标记和实际刻线的偏差；SI 12 :确定偏差是否为允许值。具体地，在步骤S102中，所述数据模型指的是工程人员以CATIA软件设计出的翼面模胎的工程图。为了将选取的理论刻线上的点编制成数控机床可运行的行走轨迹程序， 一般需要先在数模中建立测量基准坐标系以使数模中理论刻线的所有点均具有特定的空间坐标，然后将已经选取好的多个测量点批量地输出。本领域技术人员可以理解，为了将选取好的多个理论刻线上的测量点批量地输出，可以通过数据收集程序来实现。图3示出了数控机床按照行走轨迹程序使工具头300行走的行走轨迹。根据程序对测量点设定，当工具头300位移到某个具体的测量点的上方位置时，数控机床控制工具头300下压，工具头300的头部在已成型的模胎表面留下微小余量的压痕，该压痕即上述步骤S108和步骤SllO中的“标记”。本领域的技术人员可以了解，压痕只是“标记”的一种形式，采用其他变型的形式作出标记也是可以的，这些变型均不脱离本发明的范围。图4示出了数控机床上的工具头300的示意图。在本实施方式中，该工具头300采用Φ 2. 4mmX 6. 3mmX IOOmmX 12mm中心钻改制成的50度尖角状划顶针，经对刀仪测量后确认，其头部尖角工作部分与刀杆中心轴的同轴度偏差为O. 015毫米，尖角的R为O. 20mm,完全能够满足检测要求。参见图5，其示出了已成型的飞机翼面模胎200的实际刻线以及工具头在其上留下的压痕(该压痕代表理论刻线上点)，当工具头位移结束后，进行步骤S110，即比较压痕和实际刻线之间的偏差。在比较压痕和实际刻线的偏差时，通�？梢砸匀斯そ校┤纾觳馊嗽笨梢圆捎�10倍刻度放大镜对压痕的中心点和模胎表面上的实际刻线的中心点之间的距离进行测量，并对测量结果进行记录。本领域的技术人员也可以理解，其他的替代人工的方法也是可以的，这并不脱离本发明的范围。本发明实现了对大尺寸的、复杂的翼面模胎的表面形状线的检测，当数控铣床对已经成型好的翼面模胎进行型面加工和刻线加工后不移位，采用本发明的检测方法完成对飞机形状刻线的检测，其视觉效果较好，获得比较准确的理论和实物对比结果，置信度高，能达到图纸所要求的检验精度要求。。相比于常规方法，本发明的检测方法大大降低了检测成本、缩短了检测周期，同时，提高了工作效率和检测精度。本发明的检测方法降低了对大型检测设备的依赖，提供了刻线检测的新途径。作为完善和一种补充手段，具有较高的实用性和经济性。通过实践证明，此方法可以充分检测复杂曲面上实际刻线的偏差状况，并能运用于几乎所有模胎的数控刻线的检验。
权利要求
1.一种对成型的模胎的实际刻线检测的方法，包括以下步骤 (a)从制造模胎的数据模型中选取理论刻线上的点； (b)将选取的理论刻线上的点编制成数控机床可运行的行走轨迹程序； (C)数控机床运行行走轨迹程序； (d)数控机床上的工具头根据行走轨迹程序行走，以在模胎上作出标记； (e)比较标记和实际刻线的偏差； (f)确定偏差是否为允许值。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，在步骤(d)中，所述标记是通过所述工具头的头部施压所述模胎的表面产生压痕来实现的。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述压痕为0.lmm-0. 15mm。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述工具头的头部的直径为lmm-3mm，并且所述工具头的头部的角度为45° -65°。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步骤(e)通过放大镜观察。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述模胎为飞机的翼面模胎。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述理论刻线和所述实际刻线包括零件外形线、前后梁中心线、站位线、口盖外形线及中心线、化铣区域线、漏水孔中心线和口盖CPH孔中心线其中之一者。
全文摘要
本发明提供了一种对成型的模胎的实际刻线检测的方法，包括以下步骤(a)从制造所述模胎的数据模型中选取理论刻线上的点；(b)将选取的理论刻线上的点编制成数控机床可运行的行走轨迹程序；(c)数控机床运行行走轨迹程序；(d)数控机床上的工具头根据行走轨迹程序行走，以在模胎上作出标记；(e)比较标记和实际刻线的偏差；(f)确定偏差是否为允许值。通过本发明的模胎刻线的检测方法，在数控机床上对模胎进行加工后，可以不移位模胎而在现场及时采用本检测方法来完成对大型模胎的检测。
文档编号G01B21/20GK102706307SQ20121015264
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月16日 优先权日2012年5月16日
发明者何国屏, 吕德华, 张�：�, 高清 申请人:上海飞机制造有限公司, 中国商用飞机有限责任公司
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