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数字化传递技术 光学定位点在工装中的应用



1.从工程数模到工装制造的数字化传递
从工程数模到工装制造的数字化传递过程是按工程数模进行工装数模的设计,在工装数模的设计中,对所有的需要安装的定位件上,应设置光学定位点(Optical Tooling Points简称OPT),也就是通常说的工具球,每个OPT均包括含X、Y、Z三个方向的坐标值,工装制造部门利用计算机辅助经纬仪(Computer Aided Theodolite简称CAT)及激光跟踪仪(Laser Tracker简称LT)通过测量OPT的坐标值来确定装配工装的定位特性,达到制造、安装、检验装配工装的目的。
2.工装的坐标系(系统光学定位点)
2.1 绝对坐标系
绝对坐标系是在工装上建立一个与飞机坐标系相同的坐标系。其优点是出现协调问题时,易于查找问题出现的原因。但有时会出现大部分工装零件与绝对坐标产生较大的夹角,使安装公差降低。为达到工装的使用要求,设计工装时,提高产生较大夹角的工装零件的安装的精度,由于安装精度的提高,制造安装的难度也相应增大。

2.2 相对坐标系
相对坐标系是在工装上建立本工装坐标系。其优点是工装中的大部分零件坐标与工装坐标一致,减少误差环节,装配精度高。但出现协调问题难以找出问题的所在及解决方法,因此一般装配工装中,一般不使用这种方法,但装配工装如果没有协调关系的可使用此方法,零件工装也可使用此方法。
3.光学定位点(OPT)在工装中的作用及特征
3.1 用于建立工装的坐标系的(基准光学定位点)
用数字化传递设计的工装,应首先在工装上建立坐标系,如何建立工装上的坐标系呢?在工装的最大的基准平面上安装不得少于三个工具球,这些工具球是工装上的基准工具球(如图3-1所示)。用激光安装仪测量这些基准工具球,并在激光安装仪的计算机中给出工装坐标系与测量值的关系,计算机自动计算并建立工装坐标系,将此坐标系保存到计算机系统中。

图3-1 工装的坐标系

3.2 用来确立工装零件的空间位置及工装零件的相互关系
物体在三维空间内有六种可能的运动,也就是工程中说的六个自由度,这六个自由度可以分为两类:位移和旋转。位移有三种,垂直位移(沿Z轴方向位移)、横向位移(沿X轴方向位移)、轴向位移(沿Y轴向方位移)。旋转有三种,垂直旋转(绕Z轴方向旋转)、横向旋转(绕X轴方向旋转)、轴向旋转(绕Y轴方向旋转)。如将这六个自由度加以控制,那么物体在三维空间中的位置,就相对固定。工装上每个零件都要有三个或三个以上光学定位点(如图3-2所示)进行控制工件的六个自由度,以确定工件在工装中的空间位置。

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