[發(fā)明專利]鉚接艙體激光引導(dǎo)裝配系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010431460.5
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111660235A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐愛杰;葉順堅;梁瑩;沈宏華;楊學(xué)勤;李凌霄;陳浩
• 申請（專利權(quán)）人: 上海航天精密機(jī)械研究所
• 主分類號: B25B11/02
• 分類號: B25B11/02;B25H7/04;G01C15/00
• 代理公司: 上海段和段律師事務(wù)所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發(fā)明提供了一種鉚接艙體激光引導(dǎo)裝配系統(tǒng)及方法，包括：旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1、升降機(jī)構(gòu)2、激光投影儀3和控制臺4；所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1承載、定位及旋轉(zhuǎn)鉚接艙體；所述升降機(jī)構(gòu)2對激光投影儀3的高度進(jìn)行調(diào)節(jié)；所述激光投影儀3安裝在升降機(jī)構(gòu)2上，輸出待安裝產(chǎn)品的三維圖像；所述控制臺4控制旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1、升降機(jī)構(gòu)2以及激光投影儀3。本發(fā)明采用三維數(shù)字化激光投影定位代替人工手動測量尺寸、引基準(zhǔn)線、劃位置線進(jìn)行定位，顯著提高了定位精度，同時，避免了人為因素帶來的錯裝、漏裝等低層次質(zhì)量問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航天領(lǐng)域鉚接艙體裝配技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種鉚接艙體激光引導(dǎo)裝配系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

航天產(chǎn)品正朝著高質(zhì)量、短周期、全三維的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變，航天產(chǎn)品的種類和生產(chǎn)數(shù)量急劇增長，高強(qiáng)度研制高密度發(fā)射已成為常態(tài)，對產(chǎn)品的質(zhì)量、進(jìn)度的要求不斷提高；然而，目前我國航天結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品的生產(chǎn)基本還停留在手工操作時代，尤其是鉚接艙體(包括運載火箭、戰(zhàn)略導(dǎo)彈、探月型號等)上的支架、支座等產(chǎn)品的安裝多采用人工手動方式測量尺寸、引基準(zhǔn)線、劃位置線進(jìn)行定位，部分使用工裝、樣板等物理手段進(jìn)行定位。鉚接艙體一般尺寸大、且為薄壁框桁式結(jié)構(gòu)，這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)依靠人工或工裝進(jìn)行定位裝配，存在著加工方法落后、生產(chǎn)效率低、精度差、質(zhì)量不穩(wěn)定，容易導(dǎo)致諸如漏裝、錯裝等低層次質(zhì)量問題。此外，采用工裝、樣板等定位的裝配方式，受上游設(shè)計變更影響大，無法快速實現(xiàn)設(shè)計變更，且會增加工裝、樣板等的變更成本。

公開號為CN111017151A的中國專利文獻(xiàn)公開了一種船體建造中使用激光三維投影定位的方法，包括有激光投影儀、船體分段結(jié)構(gòu)、投影儀固定門架、T型材輪廓、分段結(jié)構(gòu)胎架、投影儀軟件系統(tǒng)、地面。具體步驟是：1)船體結(jié)構(gòu)模型處理、2) 投影坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換、3)建立船體T型材結(jié)構(gòu)投影定位文件、4)建立被投影船體結(jié)構(gòu)現(xiàn)實坐標(biāo)系、5)建立作業(yè)包、6)投影作業(yè)。該發(fā)明提供的激光三維投影定位的方法的優(yōu)點在于，定位精度高、無需使用笨重的工裝工具；不足之處在于三維數(shù)據(jù)模型需要處理，需要剔除與結(jié)構(gòu)定位投影無關(guān)的模型數(shù)據(jù)，導(dǎo)致技術(shù)人員工作量大；建立被投影船體結(jié)構(gòu)現(xiàn)實坐標(biāo)系之后，需要利用第三方測量工具對特征點靶標(biāo)進(jìn)行測量得出實際坐標(biāo)值，無法做到激光投影儀自動識別靶標(biāo)點，操作過程復(fù)雜、工作量大。

專利文獻(xiàn)CN109808917A(申請?zhí)枺?01910012664.2)公開了一種運載火箭鉚接艙體的防雨密封工藝方法，包括如下任一種或任多種密封工藝方法：蒙皮搭接處的密封工藝方法、蒙皮與桁條連接件連接處的密封工藝方法、口蓋與口框閉合處的密封工藝方法。

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鉚接艙體激光引導(dǎo)裝配系統(tǒng)及方法。

根據(jù)本發(fā)明提供的鉚接艙體激光引導(dǎo)裝配系統(tǒng)，包括：旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、激光投影儀和控制臺；所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)承載、定位及旋轉(zhuǎn)鉚接艙體；所述升降機(jī)構(gòu)對激光投影儀的高度進(jìn)行調(diào)節(jié)；所述激光投影儀安裝在升降機(jī)構(gòu)上，輸出待安裝產(chǎn)品的三維圖像；所述控制臺控制旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)以及激光投影儀。

優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)還包括上轉(zhuǎn)盤、回轉(zhuǎn)支撐、齒輪、減速機(jī)、電機(jī)和本體，所述電機(jī)與減速機(jī)連接并帶動齒輪運動，從而帶動回轉(zhuǎn)支撐進(jìn)行回轉(zhuǎn)運動，所述回轉(zhuǎn)支撐由內(nèi)圈和外圈兩部分組成，內(nèi)圈固定在本體上，外圈與上轉(zhuǎn)盤固定，所述上轉(zhuǎn)盤承載與定位鉚接艙體，所述本體通過地腳螺栓與地面連接，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)360°旋轉(zhuǎn)，滿足鉚接艙體不同角度的激光引導(dǎo)裝配需求。

優(yōu)選的，所述升降機(jī)構(gòu)還包括立柱、單軸驅(qū)動器和電機(jī)，所述電機(jī)與單軸驅(qū)動器連接，單軸驅(qū)動器安裝在立柱上，所述激光投影儀安裝在單軸驅(qū)動器上，沿著單軸驅(qū)動器進(jìn)行升降運動，滿足不同高度鉚接艙體的激光引導(dǎo)裝配需求。

優(yōu)選的，所述控制臺控制旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行回轉(zhuǎn)運動、控制升降機(jī)構(gòu)實現(xiàn)激光投影儀高度的調(diào)節(jié)、控制激光投影儀輸出待安裝產(chǎn)品的三維圖像。

優(yōu)選的，所述激光投影儀的激光定位精度為0.1～0.5mm每5m、投影距離為 1.5～25m。