[發明專利]一種基于精確測量的管路數字化重構方法

在審

• 申請號: 202011364596.5
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112395708A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 稅曉菊;劉艷;吳云峰;張萌;李林;丁建春;賀啟林;曹文利;周冠宇;任京濤;武園浩;石佳;張翼;穆俊宇;吳立夫;李丁丁
• 申請（專利權）人: 北京宇航系統工程研究所
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F113/14
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張麗娜

本發明涉及一種基于精確測量的管路數字化重構方法，特別涉及一種基于對接口、邊界進行精確測量，實現管路數字化重構的設計方法。本發明的方法適用于不同規格的管路產品，對于復雜、多樣的管路生產邊界具有很強的適應能力。相較于傳統手工鋁絲取樣方法，管路數字化重構設計方法可以有效提高產品精度，縮短產品生產周期，對操作人員經驗要求相對較低。同時，利用管路數字化重構設計方法生產的管路產品合格率高，降低了管路因取樣偏差過大導致報廢的幾率，有利于降低生產成本。

技術領域

本發明涉及一種基于精確測量的管路數字化重構方法，特別涉及一種基于對接口、邊界進行精確測量，實現管路數字化重構的設計方法。

背景技術

當前，管路產品制造分為預制導管和取樣導管兩部分。預制導管是通過理論三維模型在全箭總裝前預先制造的管路產品，是一種與總裝并行的制造模式，生產效率較高；取樣導管是由于管路產品制造誤差累計、管路系統與外系統接口偏差、管路補償能力有限等原因，利用理論三維模型數據進行生產很可能無法實現總裝，需在全箭總裝過程中以箭體實際邊界參數作為依據進行生產制造的管路產品，是一種與總裝串行的制造模式。

取樣導管是一種操作人員現場手工彎制鋁絲模擬管路走向，以鋁絲為樣板進行導管彎制，現場試裝，銼修，再試裝導管的傳統比樣制造方法。這種生產模式對操作人員自身技術水平和經驗具有很高要求，且取樣過程繁瑣，制造精度低，產品合格率無法保證。目前，在生產任務激增的現實情況下，取樣導管生產已經成為制約全箭總裝進度的一個關鍵因素。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提出一種基于精確測量的管路數字化重構方法，該方法為一種應用于管路系統中的精確、高效的數字化設計方法，能夠提高產品總裝成功率。

本發明的技術解決方案是：

一種基于精確測量的管路數字化重構方法，該方法步驟包括：

第一步，采用激光掃描設備對管路安裝涉及的法蘭、卡箍和外系統接口界面等實物進行三維掃描，獲取實物的點云模型；

第二步，將第一步中獲得的實物的點云模型導入至三維設計軟件geomagicdesign X中，并根據管路數字化取樣關鍵控制要素(如折彎信息、焊縫位置、與其他邊界間隙等)，得到管路重構模型；對于單部段管路(即不需要模擬裝配即可明確管路所有約束邊界的管路)直接以單部段的點云模型進行管路重構模型創建；對于跨部段管路，需在三維設計軟件中將涉及到的部段的點云模型進行模擬裝配，再以裝配好的模型為邊界，進行管路重構模型創建；

第三步，在三維設計軟件中將第二步得到的管路重構模型按照三維圖紙進行調整，得到管路精確重構模型，按照三維圖紙進行調整是指：

使管路重構模型中管路走向與三維圖紙中的管路走向一致；

使管路重構模型中補償器位置與三維圖紙中的補償器位置一致；

使管路重構模型中安裝結構與三維圖紙中的安裝結構一致；

使管路重構模型中焊縫位置與三維圖紙中的焊縫位置一致，

使管路重構模型中管路總裝間隙與三維圖紙中的管路總裝間隙一致；

使管路重構模型中補償器預壓縮量與三維圖紙中的補償器預壓縮量一致；

使管路重構模型中綁扎固定位置與三維圖紙中的綁扎固定位置一致；

第四步，將第三步得到的管路精確重構模型的折彎信息導入數控彎管機，并輸入彎曲回彈率等修正補償參數以實現數字化高精度彎管，并配合管端自動切割機實現管端預留工藝余量的精確切除，得到精確測量后的一通管；彎曲回彈率為一經驗值；

第五步，在第四步得到的通管上焊接三通、多通、補償器、法蘭等零件，完成精確測量管路的生產。