[發(fā)明專利]大尺寸構(gòu)件復(fù)合式精度測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310643529.0
• 申請日: 2013-12-03
• 公開（公告）號: CN103737433A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 倪俊;陳小弟;湯紅濤;陳偉男
• 申請（專利權(quán)）人: 上海衛(wèi)星裝備研究所
• 主分類號: B23Q17/20
• 分類號: B23Q17/20;B23Q17/00;G01B21/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)測量技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種大尺寸構(gòu)件復(fù)合式精度測量方法。

背景技術(shù)

航天器大尺寸工件的空間坐標測量主要采用的測量手段有接觸式和非接觸式兩種。接觸式測量設(shè)備以在線檢測修整設(shè)備或三坐標為代表；非接觸式測量則以光學(xué)電子經(jīng)緯儀為代表。但是這兩種測量設(shè)備在各自獨立工作時，由于設(shè)備自身固有功能的限制都存在著某些無法避免的缺點：

（1）接觸式測量方法

以在線檢測修整設(shè)備或三坐標為代表，優(yōu)點在于測量范圍大、通用性強、可根據(jù)測量結(jié)果實時生成數(shù)控加工程序進行工件修正，但存在以下缺點：

由于測頭的位置限制，特殊構(gòu)型的工件型面如孔、洞等無法實施測量；

測量臂受加工軸尺寸限制以及空間結(jié)構(gòu)的機械干涉，無法實施對桁架內(nèi)部或平臺艙內(nèi)部結(jié)構(gòu)的測量。

（2）非接觸式測量方法

以光學(xué)電子經(jīng)緯儀為代表，優(yōu)點在于測量精度高、測量方位角度靈活，可對桁架或平臺艙內(nèi)部實施測量，但存在以下缺點：

受經(jīng)緯儀交匯測量原理的限制，被測物測點位置必須粘貼靶標或棱鏡；

測空間距離尺寸精度不如在線檢測修正設(shè)備或三坐標；

無法根據(jù)測量結(jié)果實時地對工件加工修正。

鑒于以上現(xiàn)實問題，必須將目前接觸式和非接觸式測量方法進行復(fù)合，最大程度地發(fā)揮各自技術(shù)優(yōu)勢，取長補短，以獲取被測工件更為全面準確的精度數(shù)據(jù)，這對于確保今后大型平臺衛(wèi)星的精度測量具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種大尺寸構(gòu)件復(fù)合式精度測量方法。

本發(fā)明涉及衛(wèi)星大尺寸復(fù)合式精度測量系統(tǒng)，包括經(jīng)緯儀測量裝置、在線檢測修整設(shè)備、高精度基準靶標球以及復(fù)合測量系統(tǒng)專用軟件等。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是接觸式測量裝置，以三坐標為代表和非接觸測量裝置，以經(jīng)緯儀為代表獨立工作，無法滿足測量要求。而本發(fā)明針對該問題提出一種大尺寸復(fù)合式精度測量構(gòu)建方法，本發(fā)明能夠發(fā)揮各測量系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢，取長補短，解決衛(wèi)星殼體裝配、桁架裝配以及大型結(jié)構(gòu)件裝配等過程的精度測量的問題。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供的大尺寸構(gòu)件復(fù)合式精度測量方法，包括如下步驟：

步驟1：建立經(jīng)緯儀測量系統(tǒng)；

步驟2：建立在線檢測修整設(shè)備測量系統(tǒng)；

步驟3：分別使用經(jīng)緯儀測量系統(tǒng)和在線檢測修整設(shè)備測量系統(tǒng)對公共基準球進行測量獲得測量數(shù)據(jù)；

步驟4：根據(jù)測量數(shù)據(jù)將經(jīng)緯儀測量系統(tǒng)的經(jīng)緯儀測量坐標系和在線檢測修整設(shè)備測量系統(tǒng)的機床測量坐標系轉(zhuǎn)化統(tǒng)一到一個坐標系。

優(yōu)選地，所述步驟1包括如下步驟：

步驟1.1：將多臺經(jīng)緯儀精密調(diào)平；

步驟1.2：進行經(jīng)緯儀內(nèi)覘標雙面互瞄，以消除經(jīng)緯儀的軸系誤差和內(nèi)覘標的安裝誤差；

步驟1.3：使用兩臺以上經(jīng)緯儀測量基準尺，進行盤左和盤右觀測。

優(yōu)選地，步驟4之后還包括如下步驟：

步驟5：將經(jīng)緯儀測量系統(tǒng)和在線檢測修整設(shè)備測量系統(tǒng)與主控制器相連以構(gòu)成復(fù)合測量系統(tǒng)；

步驟6：使用復(fù)合測量系統(tǒng)對被測物的坐標進行測量。

優(yōu)選地，在線檢測修整設(shè)備測量系統(tǒng)包括機床數(shù)據(jù)傳輸器、機床控制器，所述步驟2包括如下步驟：

步驟2.1：將機床數(shù)據(jù)傳輸器的兩端分別連接在主控制器和機床控制器上；

步驟2.2：通過USB接口將機床控制器的測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺刂破鳌?/p>

優(yōu)選地，在步驟3中包括如下步驟：

步驟3.1：在經(jīng)緯儀測量坐標系中測量公共基準球的經(jīng)緯坐標；

步驟3.2：在機床測量坐標系中測量公共基準球的機床坐標。

優(yōu)選地，步驟3.1包括如下步驟：

步驟3.1.1：將單點坐標測量的模式設(shè)置為圓心測量模式；

步驟3.1.2：使用一臺經(jīng)緯儀的第四象限的十字絲切準公共基準球的左上邊緣，記錄水平角度值和天頂距分別為(Hz₁₁，V₁₁)；

步驟3.1.3：再次將該臺經(jīng)緯儀的第二象限切準公共基準球的右下邊緣，記錄水平角度值和天頂距分別為(Hz₁₂，V₁₂)；

步驟3.1.4：計算過公共基準球球心的角度值和天頂距分別為（Hz₁，V₁），具體為，Hz₁=(Hz₁₁+Hz₁₂)/2