專利名稱：一種對成型的模胎的實際刻線檢測的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對成型的模胎的實際刻線檢測的方法，特別涉及對成型的飛機翼面模胎的實際刻線進行檢測的方法。
背景技術：
飛機翼面模胎的表面形狀在長度方向變換略緩，橫向變化較大，每個橫向截面均是不相同的翼面形空間曲面；該模胎底座為鋼體結構，模胎型面采用環(huán)氧樹脂澆注，澆鑄后，采用數(shù)控銑削加工方法成型曲面和刻線。飛機翼面模胎的形狀線中包含有零件外形線、前后梁中心線、站位線、口蓋外形線及中心線、化銑區(qū)域線、漏水孔中心線和口蓋CPH孔中心線等。將模胎制作出來并在其型面上刻線刻好后，就需要檢驗已經(jīng)刻好的線是否滿足要求，因為該模胎型面上的刻線會作為飛機零部件外形的制造依據(jù)，所以刻線的檢驗起著極 其重要的保證作用。目前，飛機翼面模胎的制造采用了數(shù)字化和大型數(shù)控加工。通常，檢測此類模胎最常用的是模線樣板法和模線明膠板法。模線樣板法一般用于復雜的模胎曲面，采用這種檢測方法需要大量的不同站位的樣板以及輔助工裝(諸如，較大的場地和大平臺、角尺板、標準直尺水平儀、經(jīng)緯儀等)，然而，樣板的成本大、制造周期長，測量精度也不能滿足刻線的定位精度要求。模線明膠板法一般用于曲面較平坦的模胎，采用這種檢測方法需要將翼面復雜的三維數(shù)模轉(zhuǎn)成二維的展開形狀圖且需要用多張明膠板拼合，然而，這種檢測方法存在如下缺點人力、時間投入較多，制作周期很長，精度誤差也較大。綜上所述，目前，檢測模胎形狀刻線的方法都存在精度低、成本大、周期長的缺陷，因此只有尋求新的檢測方法來補充和完善模胎表面刻線的檢測難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術中存在的精度低、成本大、周期長的缺陷，提出一種翼面模胎刻線的檢測方法，當數(shù)控機床對翼面模胎完成加工后，可以不移位翼面模胎在現(xiàn)場采用本發(fā)明所公開的檢測方法完成對大型翼面模胎的檢測。一種對成型的模胎的實際刻線檢測的方法，包括以下步驟(a)從制造所述模胎的數(shù)據(jù)模型中選取理論刻線上的點；(b)將選取的理論刻線上的點編制成數(shù)控機床可運行的行走軌跡程序；(C)數(shù)控機床運行行走軌跡程序；(d)數(shù)控機床上的工具頭根據(jù)行走軌跡程序行走，以在模胎上作出標記；(e)比較標記和實際刻線的偏差；(f)確定偏差是否為允許值。較優(yōu)地，所述標記是通過所述工具頭的頭部施壓所述模胎的表面產(chǎn)生壓痕來實現(xiàn)的。所述壓痕為O. lmm-0. 15mm。所述工具頭的頭部的直徑為lmm-3mm，并且所述工具頭的頭部的角度為45。-65。。所述理論刻線和所述實際刻線包括零件外形線、前后梁中心線、站位線、口蓋外形線及中心線、化銑區(qū)域線、漏水孔中心線和口蓋CPH孔中心線其中之一者。所述模胎為飛機的翼面模胎。
所述步驟(e)通過放大鏡觀察。根據(jù)本發(fā)明的模胎刻線的檢測方法具有如下的優(yōu)點第一、實現(xiàn)了大尺寸復雜型面模胎的表面形狀線的檢測，在數(shù)控銑床進行模胎型面和刻線加工后不移位，在線及時采用本方法完成對飛機形狀刻線的檢驗，其視覺效果較好，獲得比較準確的理論和實物對比結果，置信度高，能達到圖紙所要求的檢驗精度要求。第二、相比于現(xiàn)有技術的常規(guī)方法(如模線樣板法等，本方法大大降低了檢測成本、縮短了檢測周期，同時，提高了工作效率和檢測精度。第三、降低了對大型檢測設備的依賴，提供了刻線檢測的新途徑。作為完善和一種補充手段，具有較高的實用性和經(jīng)濟性。通過實踐證明此方法可以充分檢測復雜曲面刻線的偏差狀況，并能運用于幾乎所有模胎的數(shù)控刻線的檢測。


圖I示出了工裝理論數(shù)據(jù)模型中翼面模胎100的理論刻線的示意圖；圖2示出了對成型的飛機翼面模胎的實際刻線檢測的方法；圖3示出了數(shù)控機床按照行走軌跡程序使工具頭300行走的行走軌跡；圖4示出了工具頭300的示意圖；圖5示出了已成型的飛機翼面模胎200的實際刻線以及工具頭在其上留下的壓痕(該壓痕代表理論刻線上點)。
具體實施例方式下面本文將參照附圖詳細地提供本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的描述。在本說明書中，以飛機的翼面模胎為例對本發(fā)明的檢測方法做了比較詳細的說明，但是本領域的技術人言應當可以理解，本發(fā)明的檢測方法并不限于僅對飛機的翼面模胎上的實際刻線進行檢測，事實上，本發(fā)明所公開的檢測方法可以對飛機的其他模胎上的實際刻線進行檢測，也可以對除飛機以外的其他機械制造領域的模胎上的實際刻線進行檢測。圖I示出了工裝理論數(shù)據(jù)模型中翼面模胎100的理論刻線的示意圖，其中該理論亥Ij線包括口蓋線、化銑線、口蓋孔中心線、前梁/后梁中心線、漏水孔中心線、CPH孔中心線、站位線、外形線。前述的工裝理論數(shù)據(jù)模型指的是被計算機系統(tǒng)接收的描述工裝幾何形狀的數(shù)字化模型，簡稱數(shù)模，是制造和檢驗的依據(jù)。理論刻線是在工裝數(shù)模中設計完成的。在優(yōu)選的實施方式中，本發(fā)明針對已成型的飛機翼面模胎的實際刻線進行檢測，已成型的翼面模胎的形狀與圖I所示出的數(shù)據(jù)模型中的翼面模胎的形狀是基本相同的。
圖2示出了對飛機翼面模胎的實際刻線檢測的方法，其包括S102 :從制造所述模胎的數(shù)據(jù)模型中選取理論刻線上的點；S104 :將選取的理論刻線上的點編制成數(shù)控機床可運行的行走軌跡程序；S106 :數(shù)控機床運行行走軌跡程序；S108 :數(shù)控機床上的工具頭根據(jù)行走軌跡程序行走，以在模胎上作出標記；SllO :比較標記和實際刻線的偏差；SI 12 :確定偏差是否為允許值。具體地，在步驟S102中，所述數(shù)據(jù)模型指的是工程人員以CATIA軟件設計出的翼面模胎的工程圖。為了將選取的理論刻線上的點編制成數(shù)控機床可運行的行走軌跡程序， 一般需要先在數(shù)模中建立測量基準坐標系以使數(shù)模中理論刻線的所有點均具有特定的空間坐標，然后將已經(jīng)選取好的多個測量點批量地輸出。本領域技術人員可以理解，為了將選取好的多個理論刻線上的測量點批量地輸出，可以通過數(shù)據(jù)收集程序來實現(xiàn)。圖3示出了數(shù)控機床按照行走軌跡程序使工具頭300行走的行走軌跡。根據(jù)程序?qū)y量點設定，當工具頭300位移到某個具體的測量點的上方位置時，數(shù)控機床控制工具頭300下壓，工具頭300的頭部在已成型的模胎表面留下微小余量的壓痕，該壓痕即上述步驟S108和步驟SllO中的“標記”。本領域的技術人員可以了解，壓痕只是“標記”的一種形式，采用其他變型的形式作出標記也是可以的，這些變型均不脫離本發(fā)明的范圍。圖4示出了數(shù)控機床上的工具頭300的示意圖。在本實施方式中，該工具頭300采用Φ 2. 4mmX 6. 3mmX IOOmmX 12mm中心鉆改制成的50度尖角狀劃頂針，經(jīng)對刀儀測量后確認，其頭部尖角工作部分與刀桿中心軸的同軸度偏差為O. 015毫米，尖角的R為O. 20mm,完全能夠滿足檢測要求。參見圖5，其示出了已成型的飛機翼面模胎200的實際刻線以及工具頭在其上留下的壓痕(該壓痕代表理論刻線上點)，當工具頭位移結束后，進行步驟S110，即比較壓痕和實際刻線之間的偏差。在比較壓痕和實際刻線的偏差時，通?？梢砸匀斯みM行，譬如，檢測人員可以采用10倍刻度放大鏡對壓痕的中心點和模胎表面上的實際刻線的中心點之間的距離進行測量，并對測量結果進行記錄。本領域的技術人員也可以理解，其他的替代人工的方法也是可以的，這并不脫離本發(fā)明的范圍。本發(fā)明實現(xiàn)了對大尺寸的、復雜的翼面模胎的表面形狀線的檢測，當數(shù)控銑床對已經(jīng)成型好的翼面模胎進行型面加工和刻線加工后不移位，采用本發(fā)明的檢測方法完成對飛機形狀刻線的檢測，其視覺效果較好，獲得比較準確的理論和實物對比結果，置信度高，能達到圖紙所要求的檢驗精度要求。。相比于常規(guī)方法，本發(fā)明的檢測方法大大降低了檢測成本、縮短了檢測周期，同時，提高了工作效率和檢測精度。本發(fā)明的檢測方法降低了對大型檢測設備的依賴，提供了刻線檢測的新途徑。作為完善和一種補充手段，具有較高的實用性和經(jīng)濟性。通過實踐證明，此方法可以充分檢測復雜曲面上實際刻線的偏差狀況，并能運用于幾乎所有模胎的數(shù)控刻線的檢驗。
權利要求
1.一種對成型的模胎的實際刻線檢測的方法，包括以下步驟 (a)從制造模胎的數(shù)據(jù)模型中選取理論刻線上的點； (b)將選取的理論刻線上的點編制成數(shù)控機床可運行的行走軌跡程序； (C)數(shù)控機床運行行走軌跡程序； (d)數(shù)控機床上的工具頭根據(jù)行走軌跡程序行走，以在模胎上作出標記； (e)比較標記和實際刻線的偏差； (f)確定偏差是否為允許值。
2.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于，在步驟(d)中，所述標記是通過所述工具頭的頭部施壓所述模胎的表面產(chǎn)生壓痕來實現(xiàn)的。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述壓痕為0.lmm-0. 15mm。
4.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述工具頭的頭部的直徑為lmm-3mm，并且所述工具頭的頭部的角度為45° -65°。
5.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟(e)通過放大鏡觀察。
6.根據(jù)權利要求1-5任一項所述的方法，其特征在于，所述模胎為飛機的翼面模胎。
7.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述理論刻線和所述實際刻線包括零件外形線、前后梁中心線、站位線、口蓋外形線及中心線、化銑區(qū)域線、漏水孔中心線和口蓋CPH孔中心線其中之一者。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種對成型的模胎的實際刻線檢測的方法，包括以下步驟(a)從制造所述模胎的數(shù)據(jù)模型中選取理論刻線上的點；(b)將選取的理論刻線上的點編制成數(shù)控機床可運行的行走軌跡程序；(c)數(shù)控機床運行行走軌跡程序；(d)數(shù)控機床上的工具頭根據(jù)行走軌跡程序行走，以在模胎上作出標記；(e)比較標記和實際刻線的偏差；(f)確定偏差是否為允許值。通過本發(fā)明的模胎刻線的檢測方法，在數(shù)控機床上對模胎進行加工后，可以不移位模胎而在現(xiàn)場及時采用本檢測方法來完成對大型模胎的檢測。
文檔編號G01B21/20GK102706307SQ20121015264
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月16日 優(yōu)先權日2012年5月16日
發(fā)明者何國屏, 呂德華, 張海鴻, 高清 申請人:上海飛機制造有限公司, 中國商用飛機有限責任公司