一種部件數位化柔性裝配高速動態測量方法與流程

2023-09-16 10:11:00 1

本發明屬於幾何量精密測量技術領域，具體涉及一種部件數位化柔性裝配高速動態測量方法。

背景技術：

隨著大型先進裝備製造向數位化、自動化、柔性化方向發展，超大尺寸部件數位化柔性裝配是不可或缺的重要組成部分，與數位化自動化加工並重。超大尺寸部件數位化柔性裝配系統是一個集數位化測量、柔性化運動和自動化控制於一體的閉環控制系統，其中測量單元是整個裝配系統的眼睛，是必不可少的重要組成部分。

目前超大尺寸部件數位化柔性裝配系統的研製及應用在國內尚處於剛起步階段，絕大部分大型裝備在製造過程中仍採用人工手動裝配的方式，測量方法也比較落後，往往通過人眼瞄準或利用塞尺、卡尺等傳統量具進行測量，但已出現少數飛機製造公司開始嘗試進行數位化柔性裝配技術的試驗性應用。

目前在飛機部段數位化柔性裝配中採用的測量方法是利用多臺雷射跟蹤測量設備組建測量系統，對裝配部件進行跟蹤測量。但目前採用的測量方法是裝配部段運動到某一位置後停止運動，測量系統啟動測量動作，完成數據採集，將數據傳給控制系統，控制運動執行機構進行運動，待部件沿指定方向運動固定步長後停止，再次啟動測量動作，往復此過程直至裝配完成。上述方法嚴格意義上不屬於動態測量，是一種靜態(或準動態)測量。上述測量模式，對整個裝配系統的對接速度和動態性能影響較大。本發明設計一種真正意義的動態測量方法及系統，能夠更好地滿足超大尺寸部件數位化柔性裝配系統對測量系 統提出的高速動態要求。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種本發明設計一種部件數位化柔性裝配高速動態測量方法，通過對裝配部件整個運動過程進行高速動態測量，改變現有方法的準動態測量模式，使其成為真正意義的動態測量，提高超大尺寸部件數位化柔性裝配中測量系統的速度和動態性能。

為解決上述技術問題，本發明一種部件數位化柔性裝配高速動態測量方法，具體包括以下步驟：

步驟一、將n臺雷射跟蹤儀安裝，用每臺雷射跟蹤儀分別測量公共控制點，建立所有雷射跟蹤儀坐標系空間關係，組建測量系統；

步驟二、利用基準尺標準裝置對測量系統的綜合測量精度進行現場校準；

步驟三、利用任一雷射跟蹤儀測量預先標校好的全局控制點，建立測量坐標系與全局坐標系之間的轉換關係；

步驟四、利用任一雷射跟蹤儀測量被動對接部段的產品基準，建立被動對接部段產品坐標系，並建立被動對接部段產品坐標系與測量坐標系轉換關係；

步驟五、在被動對接部段上安裝監測點，使全部雷射跟蹤儀進入高速動態連續同步測量模式，根據被動對接部段在全局坐標系中的位置姿態對被動對接部段進行預調整，直至被動對接部段到達指定位置，停止動態連續同步測量；

步驟六、利用雷射跟蹤儀測量主動對接部段的產品基準，建立主動對接部段產品坐標系，並建立主動對接部段產品坐標系與測量坐標系轉換關係；

步驟七、在主動對接部段上安裝監測點；

步驟八、使全部雷射跟蹤儀進入高速動態連續同步測量模式，對主動對接部段的三維位置姿態進行實時動態測量；

步驟九、根據測量坐標系與主動對接部段產品坐標系、測量坐標系與全局坐標系、被動對接部段產品坐標系與全局坐標系之間的轉換關係建立轉關係鏈，進而得到主動對接部段產品坐標系與被動對接部段產品坐標系之間的關係，得到兩部段位置姿態偏差；

步驟十、根據兩部段位置姿態偏差判斷主動對接部段是否到達指定位置，若到達，則停止測量，完成對接裝配測量，若未到達，返回步驟八，以此循環直至完成。

所述的步驟一中，n≥4。

本發明的有益技術效果在於：本發明設計的方法能夠實現超大尺寸部件數位化柔性裝配中被動對接部段與主動對接部段間三維六自由度位置姿態偏差的實時動態測量，改變現有測量方法的準靜態測量模式，實現真正意義的動態測量，使整個裝配過程實現連續運動對接過程，有效提高了超大尺寸部件數位化柔性裝配中測量系統的速度和動態性能。

附圖說明

圖1為本發明所提供的測量方法流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。

本發明一種部件數位化柔性裝配高速動態測量方法，具體包括以下步驟：

步驟一、將四臺以上的雷射跟蹤儀安裝，用每臺雷射跟蹤儀分別測量公共控制點，建立所有雷射跟蹤儀坐標系空間關係，組建測量系統；

步驟二、利用基準尺標準裝置對測量系統的綜合測量精度進行現場校準；

步驟三、利用任一雷射跟蹤儀測量預先標校好的全局控制點，建立測量坐標系與全局坐標系之間的轉換關係；

步驟四、利用任一雷射跟蹤儀測量被動對接部段的產品基準，建立被動對接部段產品坐標系，並建立被動對接部段產品坐標系與測量坐標系轉換關係；

步驟五、在被動對接部段上安裝監測點，使全部雷射跟蹤儀進入高速動態連續同步測量模式，根據被動對接部段在全局坐標系中的位置姿態對被動對接部段進行預調整，直至被動對接部段到達指定位置，例如，理論對接面，停止動態連續同步測量；

步驟六、利用雷射跟蹤儀測量主動對接部段的產品基準，建立主動對接部段產品坐標系，並建立主動對接部段產品坐標系與測量坐標系轉換關係；

步驟七、在主動對接部段上安裝監測點；

步驟八、使多臺雷射跟蹤儀進入高速動態連續同步測量模式，對主動對接部段的三維位置姿態進行實時動態測量；

步驟九、根據測量坐標系與主動對接部段產品坐標系、測量坐標系與全局坐標系、被動對接部段產品坐標系與全局坐標系之間的轉換關係建立轉關係鏈，進而得到主動對接部段產品坐標系與被動對接部段產品坐標系之間的關係，得到兩部段位置姿態偏差；

步驟十、根據兩部段位置姿態偏差判斷主動對接部段是否到達指定位置，若到達，則停止測量，完成對接裝配測量，若未到達，返回步驟八，以此循環直至完成。

上面結合附圖和實施例對本發明作了詳細說明，但是本發明並不限於上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下作出各種變化。本發明中未作詳細描述的內容均可以採用現有技術。