[發(fā)明專利]一種拼焊型管路數(shù)字化裝配制造方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110629708.3 | 申請日： | 2021-06-07 |
| 公開（公告）號： | CN113334047B | 公開（公告）日： | 2022-08-09 |
| 發(fā)明（設計）人： | 唐帥;蔡奇彧;石璟;盧啟強;陳勇;周成成;張勁永;鄢發(fā)強;譚劍軍;楊帆;鐘涵;朱志 | 申請（專利權(quán)）人： | 四川航天長征裝備制造有限公司 |
| 主分類號： | B23P19/00 | 分類號： | B23P19/00 |
| 代理公司： | 成都天既明專利代理事務所(特殊普通合伙) 51259 | 代理人： | 鄧世燕;杜雁春 |
| 地址： | 610100 四川省成都市經(jīng)*** | 國省代碼： | 四川;51 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 拼焊型 管路 數(shù)字化 裝配 制造 方法 | ||
1.一種拼焊型管路數(shù)字化裝配制造方法，其特征在于：包括如下步驟：
步驟一、用激光跟蹤儀測量箱體對接面的幾何特征，建立基礎坐標系M0XYZ，描述箱體側(cè)接口法蘭盤的空間位置信息；其中：
所述建立基礎坐標系M0XYZ的方法為：以箱體對接面外圓為基準測量對接面圓周上至少8個特征點構(gòu)建平面P1；測量箱體對接面上III象限孔點M1；測量箱體對接面上所有對接孔，構(gòu)建圓心M2，M2點到平面P1的投影為圓心M0，平面P1的法線為X軸方向，指向箱體尾部為正；M1在P1平面的投影與M0的連線為Y軸方向，指向III象限為正，根據(jù)右手定則確立Z軸，指向II象限為正；
描述箱體側(cè)接口法蘭盤的空間位置信息的方法為：以法蘭內(nèi)圓為基準，測量其端面圓周上至少8個點構(gòu)建平面P20和圓心點M20，平面P20上以M20為中心，直徑為法蘭實際尺寸的圓即為代理模型圓；至此，箱體側(cè)接口法蘭盤的代理模型構(gòu)建完畢，其圓心表示法蘭的中心位置，其所在平面的法線方向表示法蘭的方向；
步驟二、用激光跟蹤儀測量發(fā)動機對接面的幾何特征，建立基礎坐標系F1XYZ，描述發(fā)動機側(cè)接口法蘭盤的空間位置信息；其中：
所述建立基礎坐標系F1XYZ的方法為：測量發(fā)動機對接面的對接孔，構(gòu)建對接平面R1與圓心F1；測量發(fā)動機對接面上III象限孔點F2；構(gòu)建以F1為圓心，平面R1法線為X軸方向，指向航天器尾部為正；F2在R1平面的投影與F1的連線為Y軸方向，指向III象限為正，根據(jù)右手定則確立Z軸，指向II象限為正；
描述發(fā)動機側(cè)接口法蘭盤的空間位置信息的方法為：以其中一個發(fā)動機側(cè)接口法蘭盤內(nèi)圓為基準，測量其端面圓周上至少8個點構(gòu)建平面FP21和圓心點F21，平面FP21上以F21為中心，直徑為法蘭實際尺寸的圓即為代理模型圓，其圓心表示其中一個發(fā)動機側(cè)接口法蘭盤的中心位置，其所在平面的法線方向表示法蘭的方向；按同樣方法完成其余接口法蘭的代理模型圓建模；
步驟三、將步驟一和二所得激光跟蹤儀測量數(shù)據(jù)向建模數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，建立法蘭代理模型：
(1)將激光跟蹤儀測量數(shù)據(jù)向建模數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：由激光跟蹤儀提供的方向描述格式向基于CREO中基于“RPY角”的方向描述格式轉(zhuǎn)換；
(2)在CREO軟件中，從基礎坐標系出發(fā)，依據(jù)激光跟蹤儀測量數(shù)據(jù)記錄中的中心坐標對坐標系原點進行偏置，并依據(jù)代理模型圓RPY旋轉(zhuǎn)角依次旋轉(zhuǎn)坐標系“XYZ”坐標軸，得到新坐標系原點即為代理模型圓的位置，新坐標系的X軸即為代理模型圓的方向；
步驟四、將箱體及接口法蘭和發(fā)動機及接口法蘭的代理模型進行虛擬裝配；
步驟五、在CREO三維模型中將坐標系轉(zhuǎn)換成機器人坐標系；
步驟六、利用箱體側(cè)接口法蘭盤和發(fā)動機側(cè)接口法蘭盤坐標系，解算出管路兩端相對空間位置邊界條件，得到各相對位置的變換矩陣；
步驟七、將測量得到的變換矩陣均轉(zhuǎn)化為機器人系統(tǒng)識別的數(shù)據(jù)形式；
步驟八、利用工業(yè)機器人平臺復現(xiàn)管路兩端相對位置邊界條件，并在此基礎上制造管路實物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拼焊型管路數(shù)字化裝配制造方法，其特征在于：步驟四所述將測量對象進行虛擬裝配的方法為：在CREO中將箱體對接面與發(fā)動機對接面對齊，并將與箱體側(cè)接口法蘭盤連接的未裝配零件按圖紙尺寸進行偏移，得到管路連接處中心位置坐標。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拼焊型管路數(shù)字化裝配制造方法，其特征在于：步驟五所述在CREO三維模型中將坐標系轉(zhuǎn)換成機器人坐標系的方法為：
(1)將與箱體側(cè)接口法蘭盤連接的未裝配的零件基于測量坐標數(shù)據(jù)按厚度尺寸分別偏移，得到管路連接處的中心位置，并將坐標系變換為機器人系統(tǒng)坐標系：X指向其中一個法蘭盤，Z指向航天器尾部；
(2)發(fā)動機側(cè)接口法蘭盤直接與管路連接，然后將發(fā)動機側(cè)接口法蘭盤坐標系變換為機器人系統(tǒng)坐標系：X指向中心軸線，Z指向航天器頭部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拼焊型管路數(shù)字化裝配制造方法，其特征在于：步驟八所述利用工業(yè)機器人復現(xiàn)管路邊界條件的方法為：將管路一端夾持在機器人系統(tǒng)的工件坐標卡盤上，用機器人三爪卡盤夾住管路另一端法蘭盤，按數(shù)據(jù)復現(xiàn)出空間相對位置。
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