一種大型結構件精密裝配中的數字定位檢測方法及系統的製作方法
2024-01-29 04:40:15
一種大型結構件精密裝配中的數字定位檢測方法及系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種大型結構件精密裝配中的數字定位檢測方法及系統，該方法主要包括：使用雷射跟蹤儀球靶標，採集待測大型結構件的橫向裝配基準數據和縱向裝配基準數據，建立空間三維坐標系；基於建立的空間三維坐標系，依據圖紙預設的尺寸和位置精度，計算出待測大型構件中各零件安裝位置的坐標值和預設允許誤差。本發明所述大型結構件精密裝配中的數字定位檢測方法及系統，可以克服現有技術中耗時耗力、操作難度大和檢測結果準確性差等缺陷，以實現省時省力、操作難度小和檢測結果準確性好的優點。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及機械【技術領域】，具體地，涉及一種大型結構件精密裝配中的數字定位 檢測方法及系統。 一種大型結構件精密裝配中的數字定位檢測方法及系統
【背景技術】
[0002] 目前，大型結構件裝配定位完成後，需要由檢測人員結合專用工藝裝備檢測其是 否滿足工藝設計要求，如果不滿足再重新調試，直至滿足技術要求為止。這樣，耗時耗力，而 且檢測結果未必準確。
[0003] 在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術中至少存在耗時耗力、操作難度大 和檢測結果準確性差等缺陷。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在於，針對上述問題，提出一種大型結構件精密裝配中的數字定位 檢測方法，以實現省時省力、操作難度小和檢測結果準確性好的優點。
[0005] 本發明的第二目的在於，提出一種大型結構件精密裝配中的數字定位檢測系統。
[0006] 為實現上述目的，本發明採用的技術方案是：一種大型結構件精密裝配中的數字 定位檢測方法，主要包括：
[0007] a、使用雷射跟蹤儀球靶標，採集待測大型結構件的橫向裝配基準數據和縱向裝配 基準數據，建立空間三維坐標系；
[0008] b、基於建立的空間三維坐標系，依據圖紙預設的尺寸和位置精度，計算出待測大 型構件中各零件安裝位置的坐標值和預設允許誤差。
[0009] 進一步地，所述步驟b，具體包括：
[0010] 在裝配過程中，先將待測大型結構件中的待裝配零件置於預設的理論裝配位置附 近，再將雷射跟蹤儀球靶標固定於待裝配零件上；通過測量計算，得到雷射跟蹤儀球靶標的 固定位置與裝配理論位置的相互關係；
[0011] 根據雷射跟蹤儀的空間三維坐標實時顯示值，在滿足計算所得允許誤差的情況 下，緩慢移動待裝配零件至預設的理論位置。
[0012] 進一步地，該數字定位檢測方法，選擇性地還包括：
[0013] c、採用雷射跟蹤儀，在所有零件裝配完成後，分別檢測各個零件之間的尺寸和位 置是否滿足預設的技術指標要求：
[0014] 對於不滿足技術要求的零件進行調試，然後再檢測；如此反覆多次直至滿足預設 的技術指標為止。
[0015] 同時，本發明採用的另一技術方案是：一種大型結構件精密裝配中的數字定位檢 測系統，主要包括與待測大型結構件配合安裝的雷射跟蹤儀球靶標，以及與所述雷射跟蹤 儀球靶標連接的客戶端；其中：
[0016] 所述雷射跟蹤儀球靶標，用於採集待測大型結構件的橫向裝配基準數據和縱向裝 配基準數據，建立空間三維坐標系；和/或，
[0017] 所述雷射跟蹤儀球靶標，用於在所有零件裝配完成後，分別檢測各個零件之間的 尺寸和位置是否滿足預設的技術指標要求：對於不滿足技術要求的零件進行調試，然後再 檢測；如此反覆多次直至滿足預設的技術指標為止；
[0018] 以及，
[0019] 所述客戶端，用於基於建立的空間三維坐標系，依據圖紙預設的尺寸和位置精度， 計算出待測大型構件中各零件安裝位置的坐標值和預設允許誤差。
[0020] 進一步地，所述雷射跟蹤儀球靶標與待測大型結構件配合安裝時，縱向裝配基準 在虛擬坐標系統中的z軸，橫向裝配基準在虛擬坐標系統中X軸，後梁安裝面在虛擬坐標系 統中的y軸；安裝在待測大型結構件左、右連接座上的靶球點為實際裝配中的坐標檢測點， 實時檢測靶球的坐標值就能確定裝配件的位置是否合格。
[0021] 本發明各實施例的大型結構件精密裝配中的數字定位檢測方法及系統，由於該方 法主要包括：使用雷射跟蹤儀球靶標，採集待測大型結構件的橫向裝配基準數據和縱向裝 配基準數據，建立空間三維坐標系；基於建立的空間三維坐標系，依據圖紙預設的尺寸和位 置精度，計算出待測大型構件中各零件安裝位置的坐標值和預設允許誤差；從而可以克服 現有技術中耗時耗力、操作難度大和檢測結果準確性差的缺陷，以實現省時省力、操作難度 小和檢測結果準確性好的優點。
[0022] 本發明的其它特徵和優點將在隨後的說明書中闡述，並且，部分地從說明書中變 得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。
[0023] 下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024] 附圖用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與本發明的實 施例一起用於解釋本發明，並不構成對本發明的限制。在附圖中：
[0025] 圖1為典型大型結構裝配件簡圖；
[0026] 圖2為本發明大型結構件精密裝配中的數字定位檢測方法及系統中的模型簡化 設計和檢測示意圖。
【具體實施方式】
[0027] 以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實 施例僅用於說明和解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0028] 為了解決圖1所示大型結構件精密裝配中的定位測量問題，根據本發明實施例， 如圖2所示，提供了一種大型結構件精密裝配中的數字定位檢測方法及系統。
[0029] 方法實施例
[0030] 本實施例的大型結構件精密裝配中的數字定位檢測方法，主要包括：
[0031] a、使用雷射跟蹤儀球靶標，採集待測大型結構件的橫向裝配基準數據和縱向裝配 基準數據，建立空間三維坐標系；
[0032] b、基於建立的空間三維坐標系，依據圖紙預設的尺寸和位置精度，計算出待測大 型構件中各零件安裝位置的坐標值和預設允許誤差；步驟b，具體包括：
[0033] 在裝配過程中，先將待測大型結構件中的待裝配零件置於預設的理論裝配位置附 近，再將雷射跟蹤儀球靶標固定於待裝配零件上；通過測量計算，得到雷射跟蹤儀球靶標的 固定位置與裝配理論位置的相互關係；
[0034] 根據雷射跟蹤儀的空間三維坐標實時顯示值，在滿足計算所得允許誤差的情況 下，緩慢移動待裝配零件至預設的理論位置。
[0035] 上述實施例的大型結構件精密裝配中的數字定位檢測方法，選擇性地還包括：
[0036] c、採用雷射跟蹤儀，在所有零件裝配完成後，分別檢測各個零件之間的尺寸和位 置是否滿足預設的技術指標要求：
[0037] 對於不滿足技術要求的零件進行調試，然後再檢測；如此反覆多次直至滿足預設 的技術指標為止。
[0038] 系統實施例
[0039] 本實施例的大型結構件精密裝配中的數字定位檢測系統，主要包括與待測大型結 構件配合安裝的雷射跟蹤儀球靶標，以及與雷射跟蹤儀球靶標連接的客戶端；其中：
[0040] 雷射跟蹤儀球靶標，用於採集待測大型結構件的橫向裝配基準數據和縱向裝配基 準數據，建立空間三維坐標系；和/或，
[0041] 雷射跟蹤儀球靶標，用於在所有零件裝配完成後，分別檢測各個零件之間的尺寸 和位置是否滿足預設的技術指標要求：對於不滿足技術要求的零件進行調試，然後再檢測； 如此反覆多次直至滿足預設的技術指標為止；
[0042] 以及，
[0043] 客戶端，用於基於建立的空間三維坐標系，依據圖紙預設的尺寸和位置精度，計算 出待測大型構件中各零件安裝位置的坐標值和預設允許誤差。
[0044] 在上述實施例中，雷射跟蹤儀球靶標與待測大型結構件配合安裝時，縱向裝配基 準在虛擬坐標系統中的z軸，橫向裝配基準在虛擬坐標系統中X軸，後梁安裝面在虛擬坐標 系統中的y軸；安裝在待測大型結構件左、右連接座上的靶球點為實際裝配中的坐標檢測 點，實時檢測靶球的坐標值就能確定裝配件的位置是否合格。
[0045] 上述實施例的大型結構件精密裝配中的數字定位檢測方法及系統，採用全新的數 字定位檢測方法。應用雷射跟蹤儀球靶標採集該大型結構件的橫向和縱向裝配基準數據， 建立空間三維坐標系，依據圖紙相關的尺寸、位置精度提前計算出各零件安裝位置的坐標 值和允許誤差。在裝配過程中，先將待安裝零件置於其理論裝配位置附近，再將雷射跟蹤儀 球靶標固定於待裝配零件上，球靶標固定位置與裝配理論位置的相互關係可以通過測量計 算得到。此時，根據雷射跟蹤儀空間三維坐標實時顯示值，只需緩慢移動待裝配零件至其理 論位置，滿足其允許誤差即可。該過程全程實現數位化裝配和在線直接檢測，不僅大大提高 了裝配效率，而且檢測數據準確可靠，實現了"所看即所得"的通用數位化直接檢測方法，不 需要設計額外的專用工藝裝備。對於多批次、不同類型的大型結構件裝配定位檢測應用廣 泛。
[0046] 在圖1的示例中可進行如圖2的模型設計和簡化來實現裝配過程中的數字定位和 檢測。ACS1為裝配中的虛擬坐標系統，縱向裝配基準在坐標系中的z值12000,橫向裝配基 準在坐標系中X值為0,後梁安裝面在坐標系中的值y為-100,圖2中左、右連接座上的2 個靶球點為實際裝配中的坐標檢測點，實時檢測靶球的坐標值就能確定裝配件的位置是否 合格。
[0047] 上述實施例的大型結構件精密裝配中的數字定位檢測方法及系統，至少具有以下 優點：
[0048] ⑴實現產品裝配過程中的在線數字檢測，提高了裝配和檢測精度；
[0049] ⑵減少了大型專用複雜工藝裝備的設計研製，降低了生產成本；
[0050] ⑶實現了某些幾何量的直接測量，不必再通過間接測量和計算來判定是否合格；
[0051] ⑷實現了快速檢測定位，提高了勞動生產率。
[0052] 在現有技術中，大型件裝配定位完成後，由檢測人員結合專用工藝裝備檢測其是 否滿足工藝設計要求，如果不滿足再重新調試，直至滿足技術要求為止。而本發明的大型精 密裝配數字定位檢測方法，參與了裝配全過程，檢測完成即裝配完成，裝配完成即檢測數據 採集完成，因此具有創新性和獨特性，與傳統意義的裝配定位檢測有本質區別。
[0053] 上述實施例的大型結構件精密裝配中的數字定位檢測方法及系統，還可以採用激 光跟蹤儀按傳統的裝配定位檢測來實現，即所有零件裝配完成後，再分別檢測各個零件之 間的尺寸和位置是否滿足技術指標要求，對於不滿足技術要求的零件進行調試，然後再檢 測，如此反覆多次直至滿足其技術條件為止。
[〇〇54] 最後應說明的是：以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明， 儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可 以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。 凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的 保護範圍之內。
【權利要求】
1. 一種大型結構件精密裝配中的數字定位檢測方法，其特徵在於，主要包括： a、 使用雷射跟蹤儀球靶標，採集待測大型結構件的橫向裝配基準數據和縱向裝配基準 數據，建立空間三維坐標系； b、 基於建立的空間三維坐標系，依據圖紙預設的尺寸和位置精度，計算出待測大型構 件中各零件安裝位置的坐標值和預設允許誤差。
2. 根據權利要求1所述的大型結構件精密裝配中的數字定位檢測方法，其特徵在於， 所述步驟b，具體包括： 在裝配過程中，先將待測大型結構件中的待裝配零件置於預設的理論裝配位置附近， 再將雷射跟蹤儀球靶標固定於待裝配零件上；通過測量計算，得到雷射跟蹤儀球靶標的固 定位置與裝配理論位置的相互關係； 根據雷射跟蹤儀的空間三維坐標實時顯示值，在滿足計算所得允許誤差的情況下，緩 慢移動待裝配零件至預設的理論位置。
3. 根據權利要求1或2所述的大型結構件精密裝配中的數字定位檢測方法，其特徵在 於，該數字定位檢測方法，選擇性地還包括： c、 採用雷射跟蹤儀，在所有零件裝配完成後，分別檢測各個零件之間的尺寸和位置是 否滿足預設的技術指標要求： 對於不滿足技術要求的零件進行調試，然後再檢測；如此反覆多次直至滿足預設的技 術指標為止。
4. 一種大型結構件精密裝配中的數字定位檢測系統，其特徵在於，主要包括與待測大 型結構件配合安裝的雷射跟蹤儀球靶標，以及與所述雷射跟蹤儀球靶標連接的客戶端；其 中： 所述雷射跟蹤儀球靶標，用於採集待測大型結構件的橫向裝配基準數據和縱向裝配基 準數據，建立空間三維坐標系；和/或， 所述雷射跟蹤儀球靶標，用於在所有零件裝配完成後，分別檢測各個零件之間的尺寸 和位置是否滿足預設的技術指標要求：對於不滿足技術要求的零件進行調試，然後再檢測； 如此反覆多次直至滿足預設的技術指標為止； 以及， 所述客戶端，用於基於建立的空間三維坐標系，依據圖紙預設的尺寸和位置精度，計算 出待測大型構件中各零件安裝位置的坐標值和預設允許誤差。
5. 根據權利要求4所述的大型結構件精密裝配中的數字定位檢測系統，其特徵在於， 所述雷射跟蹤儀球靶標與待測大型結構件配合安裝時，縱向裝配基準在虛擬坐標系統中的 z軸，橫向裝配基準在虛擬坐標系統中X軸，後梁安裝面在虛擬坐標系統中的y軸；安裝在 待測大型結構件左、右連接座上的靶球點為實際裝配中的坐標檢測點，實時檢測靶球的坐 標值就能確定裝配件的位置是否合格。
【文檔編號】G01B11/00GK104101296SQ201410299863
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月26日 優先權日:2014年6月26日
【發明者】呂國兵, 王志華 申請人:北京新立機械有限責任公司