[發明專利]一種面向機匣回轉筒體類零件的自動定位找正裝置及方法

有效

• 申請號: 202010002905.8
• 申請日: 2020-01-02
• 公開（公告）號: CN111060063B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 劉強;臧辰鑫;王健;丁吉
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01B21/24
• 分類號: G01B21/24;B23P19/10
• 代理公司: 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11638
• 代理人: 王新愛

本發明公開了一種面向回機匣回轉筒體類零件的自動定位找正裝置及方法，屬于航空制造與檢測技術，其技術要點在于，包括位置傳感器、機器視覺裝置、檢測控制裝置、調心裝置；其中，位置傳感器以及機器視覺裝置安裝在檢測控制裝置末端；調心裝置為中空結構，中心通過檢測控制裝置，安裝在加工轉臺上；檢測控制裝置通過中空結構安裝在加工轉臺上。通過本發明涉及的裝置，基于位置傳感器測量機匣類回轉零件的N個不同截面的位置坐標數據；通過最小二乘算法擬合計算各截面的回轉中心；通過調心裝置調整回轉體的旋轉中心與轉臺中心同軸；根據機器視覺裝置檢測回轉體預留的十字靶標點，計算確定回轉體的實際回轉角度與C軸的轉角對應關系。

技術領域

本發明專利涉及航空制造與檢測技術領域，特別涉及一種面向機匣回轉筒體類零件的自動定位找正裝置及方法。

背景技術

隨著航空發動機更新換代，發動機機匣的結構形式也越來越復雜，機匣表面往往設計了大量的加工特征，如加強筋、安裝凸臺等，通過機床外側進行加工定位找正變得復雜困難。目前國內發動機機匣制造過程定位找正主要采用兩種方法：傳統的回轉軸線測量方法和三坐標檢測。其中，傳統的回轉軸線測量方法以千分表手動測試為主，通過千分表接觸式測量不斷調整機匣中心位置，這種方法耗費大量時間，效率低，還需要工人豐富的經驗，難以滿足發動機制造發展的需求。三坐標測量機也可以對實現對筒體零件的同軸度定位檢測，但是三坐標測量一般獨立進行測量，且主要是面向檢測過程，檢測后的結果難以進行實際位置調整，難以直接在加工裝備上進行定位找正。

很多學者在航空發動機機匣裝配過程中的同軸度檢測方面進行了研究。

例如：哈爾濱工業大學提出了一種基于位置傳感器的雙立柱式航空發動機轉子電驅動裝配方法與裝置，該裝置通過位置傳感器測量各轉子同心度和垂直度，并計算得到各轉子的同軸度權值，再將各轉子的同軸度權值進行矢量優化，得到各轉子的裝配角度。

再如：中國航空工業極端公司北京航空精密機械研究所提出了一種用于測量大型環形機匣類零件的幾何變形的裝置，利用非接觸式的測距傳感器實現變形量的精確測量，并通過預算獲得待測環形零件變形后的偏心位移和輪廓形狀參數。

又如：北京理工大學提出了一種適用于航空發動機機匣同軸度檢測和調整方法，先測量機匣個點相對于轉臺回轉中心的位置坐標，在通過最小二乘法擬合與計算機匣的位置在臺，以此測量和調整發動機上各部件的同軸度。

綜合上述研究成果，現有檢測方法主要面向機匣的裝配、幾何精度檢測和同軸度檢測，所涉及的裝置一般為獨立的檢測裝置，難以安裝在機匣加工裝備現場，無法滿足實際加工過程中的定位找正的檢測需求。

因此，有必要研究一種面向機匣回轉筒體類零件的自動定位找正裝置和方法。

發明內容

本發明的目的就是為了克服現有技術對航空發動機機匣制造過程定位找正困難的問題，提出一種機匣筒體類零件的自動定位找正裝置及方法，能夠實現對航空發動機機匣零件制造過程的自動定位找正，同時為其他筒體類零件的加工提供一種裝置和方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種面向具有涂覆層的航空發動機機匣零件無基準定位找正裝置，包含機器視覺裝置(1)、位置傳感器(2)、檢測控制裝置(3)、調心裝置(4)；所述的機器視覺裝置(1)通過傳感器安裝板(3-3)安裝在檢測控制裝置(3)的姿態控制電機；所述的位置傳感器(2)通過傳感器安裝板(3-3)安裝在檢測控制裝置(3)的姿態控制電機；所述的檢測控制裝置(3)和調心裝置固連在加工轉臺(5)上。