适用于舱段类产品姿态测量的装置、方法及软件系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种适用于舱段类产品姿态测量的装置、方法及软件系统，包括：测量头架和测量尾架；所述测量头架和所述测量尾架分别位于被测产品的首尾两端，测量所述被测产品的轴线姿态；其中，所述测量头架通过测量仪检测得到所述被测产品的头部轮廓曲线，所述测量尾架过测量仪检测得到所述被测产品的尾部轮廓曲线；将所述头部轮廓曲线和所述尾部轮廓曲线分别拟合成圆，得到对应的圆心，并将多个所述圆心拟合为所述被测产品的轴线。单次测量即可轴线姿态和产品角向位置，指导调姿平台工作。以经过精加工的前后端拟合得到的多组圆获得整个轴的姿态，更接近实际产品本身，避免了少数几个点来定轴线出现较大误差的情况。几个点来定轴线出现较大误差的情况。几个点来定轴线出现较大误差的情况。

【技术实现步骤摘要】
适用于舱段类产品姿态测量的装置、方法及软件系统


[0001]本专利技术涉及测量领域，具体地，涉及一种适用于舱段类产品姿态测量的装置、方法及软件系统。

技术介绍

[0002]舱段类产品的多段对接和分离是总装过程的重要环节，由于每段产品人工捆抱式实施对接操作困难且安装一次性难以保证，需要反复调整等无法满足高精度和高自动化对要求。舱段类产品要实施自动化对接，整个过程大体包括四个步骤：多段上料
‑‑
快速测量各段姿态
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高精调姿
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对接，自动化对接的前提是要对每个舱段的放置位置进行精确快速测量。
[0003]专利文献CN111571171 A的测量单元采用了一个激光轮廓仪测量舱段轮廓信息，获取的是整个舱段的外轮廓，精度较低。专利文献CN108917723 B在舱段上做了人工标记点和关键测量点，通过双目光学相机测量，而舱段类零件如导弹等大部分不支持外表做标记，且标记做在外表非高精加工面上，精度较低。专利文献CN111046549A和专利文献CN108274231B采用的是激光位移传感器组合的形式对舱体扫描从而解析舱段圆柱轴线，为整段扫描生成圆柱体的点云效率低，且测的是精度较低的舱段外轮廓。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种适用于舱段类产品姿态测量的装置、方法及软件系统。
[0005]根据本专利技术提供的一种适用于舱段类产品姿态测量的装置，包括：测量头架5和测量尾架6；
[0006]所述测量头架5和所述测量尾架6分别位于被测产品的首尾两端，测量所述被测产品的轴线姿态；
[0007]其中，所述测量头架5通过测量仪检测得到所述被测产品的头部轮廓曲线，所述测量尾架6过测量仪检测得到所述被测产品的尾部轮廓曲线；
[0008]将所述头部轮廓曲线和所述尾部轮廓曲线分别拟合成圆，得到对应的圆心，并将多个所述圆心拟合为所述被测产品的轴线。
[0009]优选地，还包括：调姿平台4和装配平台3；
[0010]所述被测产品安装在所述调姿平台4上，所述调姿平台4、所述测量头架5和所述测量尾架6驱动连接在所述装配平台3上。
[0011]优选地，所述装配平台3包括第一水平滑轨和第二水平滑轨，所述调姿平台4驱动连接在所述第一水平滑轨上，所述测量头架5和所述测量尾架6驱动连接在所述第二水平滑轨。
[0012]优选地，所述调姿平台4包括固定部和活动部，所述固定部驱动连接在所述装配平台3上，所述活动部和所述固定部之间通过竖直滑轨连接，所述被测产品放置于所述活动
部；
[0013]所述测量头架5包括第二固定部和第二活动部，所述第二固定部驱动连接在所述装配平台3上，所述第二活动部和所述第二固定部之间通过第二竖直滑轨连接，所述第二活动部用于安装所述测量仪；
[0014]所述测量尾架6包括第三固定部和第三活动部，所述第三固定部驱动连接在所述装配平台3上，所述第三活动部和所述第三固定部之间通过第三竖直滑轨连接，所述第三活动部用于安装所述测量仪。
[0015]优选地，所述测量头架5包括用于安装所述测量仪的第一安装面，所述测量尾架6具有用于安装所述测量仪的第二安装面，所述第一安装面和所述第二安装面垂直于所述第一水平滑轨。
[0016]优选地，所述测量仪在所述第一安装面或所述第二安装面上的位置不在同一圆周上。
[0017]优选地，还包括：智能相机8，所述智能相机设置于所述测量头架5，通过测量所述被测产品的定位豁口以确定角向。
[0018]优选地，所述测量仪包括激光测量仪，所述激光测量仪的线激光束垂直于所述第一水平滑轨。
[0019]根据本专利技术提供的一种适用于舱段类产品姿态测量的方法，采用所述装置，检测得到所述被测产品的头部轮廓曲线和尾部轮廓曲线，将所述头部轮廓曲线和所述尾部轮廓曲线分别拟合成圆，得到对应的圆心，并将多个所述圆心拟合为所述被测产品的轴线。
[0020]根据本专利技术提供的一种适用于舱段类产品姿态测量的软件系统，所述软件系统被执行时实现所述的方法。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0022]采用非接触式线激光测量，可根据产品长度尺寸需要，调整测量跨距和测量位置，单次测量即可轴线姿态和产品角向位置，指导调姿平台工作，提高了测量精度和测量效率，为舱段类产品高精度调姿与对接提供测量基础。
[0023]以经过精加工的前后端拟合得到的多组圆获得整个轴的姿态，更接近实际产品本身，避免了少数几个点来定轴线出现较大误差的情况。
附图说明
[0024]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0025]图1为本专利技术的整体结构示意图；
[0026]图2为测量头架和测量尾架的示意图；
[0027]图3为测量头架或测量尾架工作状态示意图；
[0028]图4为本专利技术的工作原理图。
具体实施方式
[0029]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术
人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。
[0030]如图1所示，本专利技术提供的一种适用于舱段类产品姿态测量的装置，主要包括：测量头架5和测量尾架6，测量头架5和测量尾架6分别位于被测产品2的首尾两端，测量被测产品2的轴线姿态。具体的，如图4所示，测量头架5通过测量仪9检测得到被测产品的头部轮廓曲线，测量尾架6过测量仪检测得到被测产品的尾部轮廓曲线，检测仪可采用激光检测仪，本年反对此不作限制，如图3所示，激光测量仪的线激光束垂直于被测产品的圆周线。将头部轮廓曲线和尾部轮廓曲线分别拟合成圆，得到对应的圆心，并将多个圆心拟合即可得到被测产品的轴线。测量仪在第一安装面或第二安装面上的位置不在同一圆周上，从而可以得到多个轮廓曲线。
[0031]每个测量仪获取的是一段曲线，曲线由几千个测量点构成，由于每3点拟合成一个圆，头架/尾架的3段曲线根据所在空间位置拟合成多个圆(激光光线束宽度有限，只能测量一小段曲线)。头架和尾架拟合多组圆的圆心相组合，最终拟合出整个舱段类产品的轴线姿态。
[0032]这样处理的原因：
[0033]1)舱段类产品外圆柱面是非高精加工面，通过点云扫描外轮廓精度的方式精度低，且点云数量多整个过程周期长，效率低；通过在测量产品工装的形式不可取，工装夹持的是外轮廓。
[0034]激光测量仪的激光线束经过应物体的表面，根据各点反射光斑位置的不同，结合数千个点测量结果呈现物体形状轮廓；激光测量仪针对圆柱类物体常用的方法就是，根据圆柱直径大小选择激光测量宽度，光线束与物体轴线方向大致垂直布置，并沿着轴线匀速移动，直至整段全部扫描完。
[0035]上述方法可以获取圆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于舱段类产品姿态测量的装置，其特征在于，包括：测量头架(5)和测量尾架(6)；所述测量头架(5)和所述测量尾架(6)分别位于被测产品的首尾两端，测量所述被测产品的轴线姿态；其中，所述测量头架(5)通过测量仪检测得到所述被测产品的头部轮廓曲线，所述测量尾架(6)过测量仪检测得到所述被测产品的尾部轮廓曲线；将所述头部轮廓曲线和所述尾部轮廓曲线分别拟合成圆，得到对应的圆心，并将多个所述圆心拟合为所述被测产品的轴线。2.根据权利要求1所述的适用于舱段类产品姿态测量的装置，其特征在于，还包括：调姿平台(4)和装配平台(3)；所述被测产品安装在所述调姿平台(4)上，所述调姿平台(4)、所述测量头架(5)和所述测量尾架(6)驱动连接在所述装配平台(3)上。3.根据权利要求2所述的适用于舱段类产品姿态测量的装置，其特征在于，所述装配平台(3)包括第一水平滑轨和第二水平滑轨，所述调姿平台(4)驱动连接在所述第一水平滑轨上，所述测量头架(5)和所述测量尾架(6)驱动连接在所述第二水平滑轨。4.根据权利要求2所述的适用于舱段类产品姿态测量的装置，其特征在于，所述调姿平台(4)包括固定部和活动部，所述固定部驱动连接在所述装配平台(3)上，所述活动部和所述固定部之间通过竖直滑轨连接，所述被测产品放置于所述活动部；所述测量头架(5)包括第二固定部和第二活动部，所述第二固定部驱动连接在所述装配平台(3)上，所述第二活动部和所述第二固定部之间通过第二竖直滑轨连接，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫威，陈志祥，王展，
申请(专利权)人：交大智邦枣庄数字科技有限公司，
类型：发明
国别省市：