HB/Z 405－2013 激光跟踪仪安装型架工艺 Process of installing jig using laser tracker 2013－04－25发布 2013－09－01实施 中华人民共和国工业和信息化部 发 布 ICS 49.040 V 18 HB/Z 405－2013 I 目 次 前言……………………………………………………………………………………………………………II 1 范围…………………………………………………………………………………………………………1 2 术语和定义…………………………………………………………………………………………………1 3 环境要求……………………………………………………………………………………………………2 4 测量点设计…………………………………………………………………………………………………2 5 TB点及 OTP点管理要求……………………………………………………………………………………4 6 工艺控制要求………………………………………………………………………………………………4 7 基准转换和测量要求………………………………………………………………………………………6 8 人员、 安全要求………………………………………………………………………………………………7 HB/Z 405－2013 II 前 言 本指导性技术文件按照 GB/T 1.1－2009 给出的规则起草。 本指导性技术文件由中国航空综合技术研究所归口。 本指导性技术文件起草单位：中国航空综合技术研究所、陕西飞机工业(集团)有限责任公司、成都 飞机工业(集团)有限责任公司。 本指导性技术文件主要起草人：邹晓华、金晓波、梁 勇、皮付见、谭书伦、尹富成。 HB/Z 405－2013 1 激光跟踪仪安装型架工艺 1 范围 本指导性技术文件规定了激光跟踪仪安装型架工艺的环境、测量点设计、工艺过程控制、基准转换 和测量、人员和安全等要求。 本指导性技术文件适用于飞机装配型架的安装，其他工装的安装可参照使用。 2 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 2.1 基准工具球点 tooling ball(TB) 用于建立工装初始坐标系的控制点。 2.2 光学工具球点 optical tooling point(OTP) 用于确定工装元器件定位特性的控制点。 2.3 增强坐标系 enhance referenece system(ERS) 工装在制造安装过程中，从已有坐标系转化的或为计算机辅助测量( CAMS)系统专门产生的、为整 个工装寿命建立的永久坐标系。 2.4 增强参考点 enhance reference points(ERP) 工装在制造安装过程中，为生成增强坐标系而建立的控制点。 注：众多的 ERP按一定的方式拟合，形成一个增强坐标系。 2.5 球形安装反射器 spherically mounted retro-reflector(SMR) 激光跟踪仪的光学目标。 注：球形安装反射器和球座配合形成激光测量靶标。 2.6 主平面 main plane 对工装定位型面空间位置准确度影响最大的平面。 注：主要平面的确定采用比较装配工装定位型面在飞机坐标系中 XY平面、 YZ平面及 XZ平面内的投影面积的方 法进行，即在哪个平面内的投影面积最大，哪个平面即为主要平面。 HB/Z 405－2013 2 3 环境要求 使用激光跟踪仪安装型架时，对环境情况的具体要求如下： a) 激光跟踪仪的工作环境温度为 4℃～35℃，测量时应控制室内温度恒定。使用前，应将设备与 被测工件一起进行温度平衡，恒温时间不应低于 1.5 h。 b) 应控制在海拔(0～5000) m的范围内，相对湿度在 10 %～95 %。 c) 应无振动影响。 d) 应无明显气流干扰，无强电磁干扰。 4 测量点设计 4.1 设置原则 4.1.1 3－2－1 原则 一个工装元件通过三个 OTP点控制其在空间中的位置，其中一个 OTP点控制三个坐标值，第二个 OTP点控制两个坐标值，第三个 OTP点控制一个坐标值。 4.1.2 自由度分离原则 在设计型架定位器时， 应对六个自由度进行分离， 即当调整某个自由度时， 其他自由度不发生变化。 注：根据空间直角坐标系互相垂直的原理，通常采用三个角板和一个平板的组合结构进行解决。 4.2 OTP点的设置要求 4.2.1 OTP点在平面上的设置 在定位平面上设置三个 OTP点，如图 1 所示。安装 OTP点目标的衬套孔中心到平面边缘的最小距 离为10 mm，OTP点目标中心到平面的距离为一定值， OTP点目标间的最小距离为 40 mm。当零件上的 定位面的尺寸不能使 OTP点间的距离达到 40 mm时，在定位面上设置两个靶标安装孔，其中一个孔按 4.2.2 设置 OTP点。 图1 OTP设置示意 HB/Z 405－2013 34.2.2 OTP点在工装元件孔上的设置 工装元件上 OTP点的安装面小于 40 mm×40 mm时，需设置一个用于安装靶球的工艺孔(该平面有 孔时可直接借用)，利用测量杆调整安装工装元件。在该工艺孔的轴线上设置两个 OTP点。第一个 OTP(OTP104)与定位面的垂直距离为一定值， 第二个 OTP(OTP105)与定位面的垂直距离根据所用测量 杆确定，这两个 OTP点用于确定定位孔的轴线方向，如图 2 所示。 图 2 孔的设置方法 4.2.3 OTP点在交点孔轴线的设置 在交点孔轴线方向上设置两个 OTP点。第一个 OTP点(OTP106)及第二个 OTP点(OTP107)位于交 点孔的转动轴线上，两 OTP点安装在图 3 所示测量杆两端，根据交点孔的大小选用不同长度规格的测 量杆。 a ) 带轴肩测量杆 b ) 带插销测量杆 图 3 交点孔轴线的设置方法 4.2.4 长圆孔 OTP点的设置 确定长圆孔位置 OTP点的设置方法与确定定位孔位置的方法相似，主要差别在于应给出长圆孔的 方向。在长圆孔的理论中心线(长度与宽度的中心交线处)上设置两个 OTP点。第一个 OTP点(OTP109) 与定位面的垂直距离为靶标后退量， 第二个 OTP点(OTP108)与定位面的垂直距离为所用测量杆的长度， OTP108 和 OTP109 用于建立长圆孔的理论方向上的向量，如图 4 所示。当这种方法使用不便时，可转 换为 4.2.1的方法或在长圆孔加工艺衬套转换为圆孔后按 4.2.2 的方法设置 OTP点。 4.3 TB点设计要求 T B点是用于建立工装初始坐标系的控制点，应满足下列要求： OTP107 OTP106OTP106 OTP107HB/Z 405－2013 4 a) 三点建立坐标系原则： 对于装配型架， 理论上需设定在空间上不共线的三个点建立工装坐标系， 这三个点位于型架的主体骨架上，且在型架上的安装面是产品的最大投影面。对于大型型架， 通常在型架上布置三个以上 TB点来建立工装坐标系。 b) 最大包容原则：三个 TB点应最大限度的包容整个工装的主体结构，并应考虑视线的开敞性、 安装位置的稳定性。 c) 3－2－1 原则：选取三个 TB点按 3－2－1 原则建立工装初始坐标系，其余为辅助工具球点。 图 4 长圆孔 OTP点的设置 4.4 测量点建模要求 采用激光跟踪仪安装方法的工装在进行三维建模设计时， 应按 4.2和 4.3 的要求建立工装元件的激 光测量点。 4.5 测量点工装图样标识要求 利用激光跟踪仪安装型架的工装图样应满足下列要求： a) 示意工装坐标系方向； b) 标识用于建立工装基础坐标系的三个 TB点，列出 TB点的坐标值，不必给出公差； c) 所有 TB点和 OTP点的坐标值是测量点靶标的中心坐标，应明确出所用靶标的偏移量； d) 按3－2－1 原则以列表的形式示出 OTP点的理论坐标值， OTP点应给出公差； e) 应对 OTP点和 TB点进行编号， OTP点编号应连续，取消的 OTP编号不应再次使用。 5 TB点及 OTP点管理要求 T B点及 OTP点在安装使用完成后，在工装上应对其进行标记和有效的管理，具体要求如下： a) TB点采用标牌式管理，型架在调整安装完 TB点座后，每个 TB点座旁边设置