[發明專利]一種異型腔體輻射單元的快速裝配方法

有效

• 申請號: 201711308422.5
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN108039579B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 吉紅偉;張軍立;王瑞;王琳
• 申請（專利權）人: 北京無線電測量研究所
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q21/00
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 付生輝

本發明公開了一種異型腔體輻射單元的快速裝配方法，其特征在于，包括以下步驟：S1：確定輻射單元裝配特征要素；S2：創建特征要素匹配模板庫；S3：裝配特征圖像采集與預處理；S4：裝配特征輪廓識別；S5：裝配特征三維重構；S6：基于制造精度的輻射單元分組；S7：輻射單元選配排布方案的最小方差求解；S8：基于實測數據的裝配精度實時預測與控制。本發明提供的異型腔體輻射單元的快速裝配方法大幅提升輻射單元裝配的精度、一致性，保證產品質量的批次穩定性；可實現輻射單元的裝配特征快速測量與裝配方案自動規劃，大幅減少裝配準備周期；可自動優化裝配過程，避免輻射單元裝配過程的擠壓，減少反復試裝、拆裝過程。

技術領域

本發明涉及通訊技術領域，具體涉及一種異型腔體輻射單元的快速裝配方法。

背景技術

相控陣技術近年來得到了快速地發展，因其無可比擬的性能優勢，對雷達系統發展帶來了深刻的影響，并在廣泛應用于各種雷達系統中。隨著世界軍事技術的發展，對相控陣雷達系統的戰術、技術指標的要求越來越高。

輻射單元是構成相控陣天線的基本結構單元與關鍵構件，它能有效地輻射或接收無線電波，單部雷達需求量巨大(幾千至上萬個)，立體裝聯密度與精度要求高。而輻射單元對于預定安裝位置的裝配誤差，會引起單元上的電流和口徑場的相位分布，以致引起天線增益下降、副瓣電平升高和波束指向不準確等，即降低相控陣天線的電性能。

當前常用的輻射單元為薄壁異型腔體結構，基本上都不能用常規的機械加工方法制造，或者將其分解成幾個結構件分別加工，再將其通過釬焊連接成單元腔體，或者是采用溫擠成型等工藝方法加工。由于其工藝的特殊性，制造成型的輻射單元精度一致性不好、離散性大，很難保證較高的設計精度要求。

輻射單元裝配難點主要體現在：異型腔體結構，大批量裝配時傳統測量手段難以準確、快速獲取裝配參數信息(位置、尺寸及其精度)，裝配精度影響因素眾多、協調難度大，傳統依靠經驗試裝的手段，難以保證一次裝配成功率。

目前，輻射單元以人工裝配為主，依靠專用工裝裝配時，經常會出現相鄰輻射單元腔體口沿相互擠壓的情況，需要反復試裝、拆裝，費時費力，且裝配精度、一致性不高，各單元間的耦合間隙不好保證；導致天線電性能達不到預期技術指標，且裝配周期長，反復率高約30％，結構協調困難占用周期達30％。

發明內容

基于以上背景技術，本發明提供一種異型腔體輻射單元的快速裝配方法，為自動化裝配過程中機械手末端夾爪提供基于灰度差快速算法的外輪廓特征精確尺寸參數，解決相控陣天線常用輻射單元大批量裝配過程時存在的反復拆裝、效率低、安裝精度與一致性差等問題。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種異型腔體輻射單元的快速裝配方法，包括以下步驟：

S1：梳理輻射單元裝配特征要素；

S2：創建特征要素匹配模板庫；

S3：裝配特征圖像采集與預處理；

S4：裝配特征輪廓識別；

S5：裝配特征三維重構；

S6：基于制造精度的輻射單元分組；

S7：輻射單元選配排布方案求解；

S8：基于實測數據的裝配精度實時預測與控制。

具體的，S1中輻射單元裝配特征要素包括：輻射單元的幾何特征區域及其尺寸公差要求。

具體的，S2：創建特征要素匹配模板庫并將其預置在系統內。

具體的，S3中裝配特征圖像的預處理是通過濾波去除圖像的噪聲，修正并增強與裝配特征要素相關的目標識別區域。

具體的，裝配特征輪廓識別具體過程為：