[發明專利]一種六軸大部件筒段對接虛擬仿真臺使用方法

在審

• 申請號: 202110034628.3
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112880558A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 康永剛;任昊迪;陳希多;陳明遠;來云峰
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

本發明涉及一種六軸大部件筒段對接虛擬仿真臺使用方法，包括：照相測量部分、筒段支撐調姿部分、激光測量部分、照相標定架部分以及底座。用于驗證飛機總裝對接裝配偏差分析軟件的虛擬仿真平臺。該平臺通過激光輪廓傳感器獲取筒段表面外形數據，通過工業相機獲取筒段端面上的關鍵特征點的位置信息，通過六軸支撐調姿結構對動部件進行六自由度運動控制，可以實現實測數據下的偏差測量，以實現驗證裝配偏差分析軟件的功能。同時本發明也可以用來為實際工程中該類型大部件總裝對接裝配偏差預測提供研究基礎與技術驗證。

技術領域

本發明屬于飛機裝配偏差預測領域，涉及一種六軸大部件筒段對接虛擬仿真臺及使用方法，用于驗證飛機總裝對接裝配偏差預測軟件的虛擬仿真平臺。

背景技術

飛機是一種外形復雜、零部件數量巨大、協調關系復雜的產品。飛機裝配過程中，對接裝配質量的優劣直接影響著整架飛機的裝配準確度。機身由框、桁架、蒙皮、橫梁等結構組成，但是受自身結構特點、部件剛度低、加工制造誤差以及對接裝配時采取的工裝裝夾定位方式等因素的影響使得實際部件外形與理論制造模型之間存在一定偏差，該偏差伴隨著裝配過程產生、傳遞和累積，在對接過程中受端面平行度及垂直度公差的影響，協調關系復雜，存在對縫階差和對縫間隙等問題，需要反復試裝且效率低，難以準確預測裝配偏差。

隨著數字孿生概念的提出以及現代先進測量技術的發展，可通過三維數字化測量設備獲得較高精度的零件表面數據，構建能夠一一映射零件的真實狀態信息的數字孿生模型，以數學分析的方法預測實際工況下的零件裝配完成后的關鍵特征點的精度，這在一定程度上節約了成本和時間，對提高飛機的裝配準確度以及指導后續的裝配工作具有重要的意義。但基于數字孿生技術的應用仍停留在概念的描述層面，現還沒有文獻研究數字孿生在實際裝配體偏差預測方面實現的技術方法。

發明內容

要解決的技術問題

為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種六軸大部件筒段對接虛擬仿真臺使用方法，基于數字孿生技術的六軸大部件筒段對接虛擬仿真臺，以兩段筒體對接比例樣件來模擬實際飛機對接裝配，用來為實際工程中該類型大部件總裝對接裝配偏差預測提供研究基礎與技術驗證。

技術方案

一種六軸大部件筒段對接虛擬仿真臺，其特征在于包括位于底座5的平臺上的照相測量部分1、筒段支撐調姿部分2和激光測量部分3；所述照相測量部分1結構為：直線滑移臺10位于底座5上，相機立柱8通過立柱滑塊9安裝于直線滑移臺10上，相機橫梁6安裝于相機立柱8上，相機橫梁6上設有相機撐桿7，撐桿7的兩端設有相機座滑塊13，工業相機11通過相機座12固定在相機座滑塊13上；所述筒段支撐調姿部分2結構為：靜支撐臺15和動支撐底座23與直線滑移臺10平行安裝，靜支撐臺15上設有靜筒段14，動支撐底座23上依次為電動升降臺22、三坐標轉動角位移臺21、單坐標電動位移臺二20、單坐標電動位移臺一19、動支撐臺18和動筒段17；所述激光測量部分3的結構為：支撐底座24位于靜支撐臺15和動支撐底座23一側，且平行安裝，直線模組28安裝在支撐底座24上，傳感器立柱25安裝于直線模組28上，激光輪廓傳感器27通過傳感器支座26安裝于傳感器立柱25上。

還包括照相標定架部分4，結構為：標定架31上設有標定架橫梁29，標定架橫梁29上兩側各固定安裝一個標定板30；使用時，設于支撐底座24位于靜支撐臺15和動支撐底座23的側邊。

所述靜筒段14和動筒段17的拍照端面分別加工有銷孔和定位槽16。

所述相機座滑塊13在相機撐桿7上能夠轉動和滑動。

所述工業相機11采用Balser工業相機。

所述激光輪廓傳感器27采用Gocator 3D激光輪廓傳感器。

一種所述六軸大部件筒段對接虛擬仿真臺的使用方法，其特征在于：

步驟1:激光掃描