[發明專利]一種拼焊型管路數字化裝配制造方法

有效

• 申請號: 202110629708.3
• 申請日: 2021-06-07
• 公開（公告）號: CN113334047B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 唐帥;蔡奇彧;石璟;盧啟強;陳勇;周成成;張勁永;鄢發強;譚劍軍;楊帆;鐘涵;朱志
• 申請（專利權）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

本發明公開了一種拼焊型管路數字化裝配制造方法，通過激光跟蹤儀測量獲得數字化采樣的基礎數據，建模完成管路虛擬邊界條件的解算，依據模型數據完成零件的制造。與現有技術相比，本發明的積極效果是：本發明采用激光跟蹤儀測量系統進行數據測量，測量精度高、實時快速、操作簡便，能快速準確地進行管路邊界特征測量；本發明復制了管路裝配空間到零件生產車間，操作環境單一、空間大，避免了損傷儀器的風險；消除了航天器總裝因拼焊管路制造需等待的時間；本發明通過測量獲得管路兩端實際裝配空間位置的數據，進行生產制造，有數據支撐消除了過分依賴人工經驗，提高了管路生產質量與裝配精度。

技術領域

本發明涉及管路裝配制造技術領域，主要應用于拼焊型管路邊界條件精確測量并進行數字化裝配制造的方法。

背景技術

由于航天器零部件和裝配誤差以及各組件的裝配累積誤差等因素，導致部分管路不能根據圖紙理論尺寸生產，必須等總裝將相應部段或管路對接之后，根據實際裝配空間進行拼焊制造才能滿足裝配需求。因此，在航天器中，拼焊型管路通常采用現場實物采樣制造的生產模式，當總裝進行到相應部段后開展管路的現場實物采樣，然后返回制造車間進行管路制造，再到總裝車間試裝，能滿足裝配要求后再返回制造車間進行后續的性能檢測，最后交付總裝車間開展后續總裝。

目前航天器產品采取異地生產和總裝的生產組織模式，管路采樣不僅耗時長，且與總裝為串行工作模式，成為進一步提升總裝效率的瓶頸；由于加工條件的限制，采樣質量的好壞主要依賴于采樣航天器的裝配質量和操作者的技能水平，整個采樣過程為手工操作，沒有對應的數據支持，隨意性過大，再現性和一致性均無法保證，為管路后期使用埋下隱患。

本發明針對拼焊型管路制造過程繁瑣、尺寸精度低、生產效率低等問題，運用管路數字化裝配制造技術，消除總裝不必要的等待時間，提高管路裝配精度。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺點，本發明提供了一種拼焊型管路數字化裝配制造方法，有效解決了航天器因零部件生產和裝配誤差及累計誤差和變形等因素導致的部分輸送管路必須通過實際裝配空間進行現場采樣裝配制造，來保證裝配精度的難題，不僅實現了管路低應力裝配和精準對接，而且有助于提升產能，消除總裝等待時間，提高生產效率。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種拼焊型管路數字化裝配制造方法，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，描述箱體側接口法蘭盤的空間位置信息；

步驟二、用激光跟蹤儀測量發動機對接面的幾何特征，建立基礎坐標系F₁XYZ，描述發動機側接口法蘭盤的空間位置信息；

步驟三、將步驟一和二所得激光跟蹤儀測量數據向建模數據轉換，建立法蘭代理模型；

步驟四、將箱體及接口法蘭和發動機及接口法蘭的代理模型進行虛擬裝配；

步驟五、在三維模型中將坐標系轉換成機器人坐標系；

步驟六、利用箱體法蘭盤和發動機法蘭盤坐標系，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化為機器人系統識別的數據形式；

步驟八、利用工業機器人平臺復現管路兩端相對位置邊界條件，并在此基礎上制造管路實物。

與現有技術相比，本發明的積極效果是：

1、本發明采用激光跟蹤儀測量系統進行數據測量，測量精度高、實時快速、操作簡便，能快速準確地進行管路邊界特征測量，對操作人員技能水平和勞動強度要求低；