[發明專利]數字化三維間隙測量系統的精度標定裝置及方法

有效

• 申請號: 202110135195.0
• 申請日: 2021-02-01
• 公開（公告）號: CN112945169B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 劉紅忠;李映江;葉國永;史永勝;邢宏文;雷彪;牛東
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01B21/16
• 分類號: G01B21/16
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

一種用于數字化三維測量系統的精度標定裝置及方法，裝置包括平臺，平臺上固定有支撐，支撐上端連接有第一平板；平臺上固定有多自由度位移臺，多自由度位移臺上連接有第二平板，第二平板和第一平板配合；第一平板固定，第二平板在空間中具有六個自由度；方法是標定時，通過多自由度位移臺控制第二平板進行移動，將數字化三維測量系統所求出的間隙值與理論值作比較，對數字化三維測量系統所測出的間隙值進行標定；本發明能夠對數字化三維測量系統的精度標定，標定結果具有穩定性和準確性。

技術領域

本發明屬于精密測量技術領域，具體涉及一種數字化三維間隙測量系統的精度標定裝置及方法。

背景技術

飛機裝配是飛機制造過程的龍頭、關鍵和核心，牽動飛機研制各個環節，直接影響飛機的最終質量、制造成本和研制周期。翼身對接裝配是飛機裝配的重要環節之一，翼身裝配間隙分布狀態很大程度上決定翼身裝配體的疲勞壽命與可靠性，裝配間隙測量與控制成為翼身對接裝配工藝面臨的共性關鍵問題。

翼身對接裝配間隙測量難題的根源在于對接區域裝配間隙的狹長分布特性。對該區域的間隙測量，通常是操作員通過油腔口蓋鉆入中央翼內，采用塞尺的方式進行檢測。然而，該區域的操作空間較小，對操作人員的身高與體形都有要求，需要配備特殊的操作人員。為保證翼身對接質量，外翼通常需要調整多次，且每調整一次都要將間隙測量一次，操作過程十分耗時耗力，成為翼身對接批產提速的技術瓶頸。

鑒于翼身對接縫的高剛度特性，基于數字化的間隙測量方法有著現實的可行性。數字化間隙測量方法是通過獲取對接部件之間的相對位姿關系，從而間接求解翼身間隙。

通過數字化三維測量可以獲取狹長區域之間的間隙，但是對數字化三維測量系統的精度標定目前還沒有合適的方法，現階段對數字化三維測量系統的精度仍然通過人工測量結果來評價，這種方法的標定精度會隨著現場工人的狀態而產生變化，不具備穩定性與準確性。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的是提供一種用于數字化三維測量系統的精度標定裝置及方法，能夠對數字化三維測量系統的精度標定，標定結果具有穩定性和準確性。

為達到上述目的，本發明所采取的技術方案為：

一種用于數字化三維測量系統的精度標定裝置，包括平臺3，平臺3上固定有支撐2，支撐2上端連接有第一平板11；平臺3上固定有多自由度位移臺4，多自由度位移臺4上連接有第二平板12，第二平板12和第一平板11配合；

所述的第一平板11固定，第二平板12在空間中具有六個自由度；

進行標定時，通過多自由度位移臺4控制第二平板12進行移動，將數字化三維測量系統所求出的間隙值與理論值作比較，對數字化三維測量系統所測出的間隙值進行標定。

利用所述的一種用于數字化三維測量系統的精度標定裝置的方法，包括以下步驟：

步驟1、將第一平板11與第二平板12貼合，使得兩者之間的間隙為0；

步驟2、控制多自由度位移臺4進行運動，使得第二平板12在空間中產生位姿變化，記錄第二平板12沿XYZ方向移動的距離以及旋轉角度，將此時第一平板11與第二平板12之間的間隙作為理論值G₀；

步驟3、使用數字化三維測量系統求解第一平板11與第二平板12之間的間隙G₁，并與理論值G₀相減，得到數字化三維測量系統的誤差Err＝G₁-G₀。