CN107478162A - 一种台架安装坐标系构建方法 - Google Patents

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    • G01B11/03—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring coordinates of points

Abstract

本发明公开了一种台架安装坐标系构建方法，属于几何量测量技术领域。包括以下步骤：步骤一、基板设置有多个基准点，构建的基准点用于建立测量坐标系；基板设置有试验件安装点P1，用于检测测量坐标系质量的测量点；步骤二、选择基板在台架上的安装位置；步骤三、基准点其中任意两点连线为测量坐标系的一坐标轴，多个基准点所构造的平面的法向为另一坐标轴，且第三坐标轴自动生成；步骤四、将建立的测量坐标系与理论坐标系进行拟合和复测；步骤五、测量坐标系转换成全局坐标系；步骤六、进行多个试验件测量且需激光跟踪仪转站安装测量；本发明利用局部坐标系与理论坐标系最小二乘拟合，实现部件安装，提高测量工作效率，保证台架部件安装精度。

Description

一种台架安装坐标系构建方法
技术领域
本发明属于几何量测量技术领域，具体涉及一种台架安装坐标系构建方法。
背景技术
在航空航天等工业领域中，大型试验台架中的部件(试验件)安装因无基准、基面等参考点(面)，使得部件的安装变得困难，且部件间空间位置关系，如二面角、同轴度等因素。需要建立测量坐标系，实现测量坐标系与模型坐标系的匹配。
国内采用划线法，该方法主要采用钢板尺等测量基本工具，在台架上划线，给出零件初始安装位置，该方法属于粗略的测量，安装的误差较大，且遇到二面角问题时。无法克服。
发明内容
本发明的目的：为了解决上述问题，本发明提出了一种台架安装坐标系构建方法，利用局部坐标系与理论坐标系最小二乘拟合，实现部件安装，提高测量工作效率，保证台架部件安装精度。
本发明的技术方案：一种台架安装坐标系构建方法，包括以下步骤：
步骤一、构造用于局部坐标系所用的基板；
所述基板设置有基准点，所述构建的基准点用于建立测量坐标系；
所述基板设置基准点的数量不少于3个，且存在其中一点与相邻两点的连线相互垂直；
所述基板设置有试验件安装点P1，用于检测测量坐标系质量的测量点；
步骤二、选择基板在台架上的安装位置；
a)、所述基板的安装位置处于激光靶标照射线路上，且使试验件在安装过程中激光跟踪仪转站次数最少；
所述基板上下边缘水平安装在台架上，无倾斜；
所述基板左右侧面垂直安装在台架上且基板在其垂直方向无滚翻；
b)、测量基板在台架的安装高度；
步骤三、测量坐标系的生成；
所述基准点其中任意两点连线为测量坐标系的一坐标轴，所述多个基准点所构造的平面的法向为另一坐标轴，且第三坐标轴自动生成；
所述多个基准点所构造的平面的法向满足右手定则；
步骤四、将建立的测量坐标系与理论坐标系进行拟合和复测；
利用基板建立测量坐标系后，采用试验件安装点P1作为衡量测量坐标系建立质量点，通过激光测量P1点的坐标值，复测测量坐标系建立质量；
步骤五、测量坐标系转换成全局坐标系；
坐标系建立完成后在台架不同位置进行打孔并作为激光靶标基准孔，所述打孔位置关系包容所有试验件安装空间，利用多个打孔的位置点，将测量坐标系转换到全局坐标系；
步骤六、进行多个试验件测量且需激光跟踪仪转站安装测量；
当进行多个试验件测量时且激光跟踪仪无法实现一站式安装测量，则需要重新测量打孔位置点的测量坐标值,再利用最小二乘拟合算法，将转站后的测量值与原来的打孔位置点的测量值拟合，实现转站测量。
优选地，所述步骤一中，基板设置有三个基准点，分别为TB1、TB2、TB3，所述基准点TB1、TB2、TB3三者的连线构成直角三角形。
优选地，所述基准点TB1、TB2、TB3及安装点P1的坐标点误差小于0.02mm。
优选地，所述步骤二中，利用水准仪扫面基板下边缘且其边缘在同一条水平线上。
优选地，所述步骤二中，利用全站仪在角度保持不变的情况下，扫描基板侧面边缘，且两侧面在同一平面内。
优选地，所述步骤五中，在在台架不同位置ERS1、ERS2、ERS3、ERS4、ERS5五个不同的位置打孔，并安装激光靶标基准孔，五点的位置关系满足包容所有多个试验件安装空间。
本发明技术方案的有益技术效果：本发明台架坐标系构建方法解决了试验台架试验件无基准安装难题，该方法易于实现，经济成本低，且采用激光跟踪仪定位，提高现场安装精度，控制安装误差在零点三个毫米范围内。同时，该方法大大缩短了安装周期，提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明台架安装坐标系构建方法的一优选实施例的台架安装全局示意图；
图2为图1所示实施例的基板打孔示意图；
其中，1-基板，2-台架。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明，请参阅图1至图2；
在试验台架及试验件的现场安装因包容台架空间范围内无基准，使得现场试验件的安装坐标系无法构建；本发明提出了一种局部坐标系的构建方案，实现了试验件的理论坐标与测量坐标系坐标的统一，其具体步骤如下：
步骤一、构造用于局部坐标系所用的基板；
基板设置有多个基准点，构建的基准点用于建立测量坐标系；
基板设置基准点的数量不少于3个，且存在其中一点与相邻两点的连线相互垂直；
基板设置有试验件安装点P1，用于检测测量坐标系质量的测量点；
本实施例中，构造局部坐标系所用的基板1，其加工的平面度、直线度满足测量所需的技术指标，在基板1上打4个直径为8mm的基准孔，基准孔的圆度满足测量要求，其中TB1、TB2、TB3为建立测量坐标系所需基准点，P1为试验件的安装点，也是衡量测量坐标系建立质量的测量点。
其中TB1、TB2、TB3、P1四点位置关系采用数控机床使其误差控制在一定范围内，本实施列中，坐标点误差小于0.15mm；其中线段TB2-TB3与线段TB1-TB3相互垂直。
步骤二、选择基板在台架上的安装位置；
1)基板在台架中位置的选择：
首先选择在激光可以打到的位置，使得试验件在安装的过程中，激光跟踪仪转站次数为最小位置，保证台架需测量安装点尽可能一次完成测量或者次数最少。
2)基板空间坐标确定：
首先利用水准仪扫面基板1下边缘或者上边缘，使其边缘在同一条水平线上，保证了基板1在台架2的空间中水平位置关系的确立，保证基板1水平安装在台架2上。
再者利用全站仪在角度保持不变的情况下，扫描基板侧面边缘，并看不到对称面的边缘为止，这就确立了全站仪的位置；
在基板的TB1位置处垂直基板平面放置一根标尺，记下标尺在全站仪米子线所压的刻度值，采用同样的方法，在TB2位置处放置相同的标尺，记录标尺的刻度值，当两次刻度值相等时，就实现了基板在垂直方向无滚翻，保证基板垂直安装在台架上。
同时利用全站仪的测距功能，计算出基板1在台架中的所安装的高度。
步骤三、测量坐标系的生成；
基准点其中任意两点连线为测量坐标系的一坐标轴，多个基准点所构造的平面的法向为另一坐标轴，且第三坐标轴自动生成；
多个基准点所构造的平面的法向满足右手定则；
本实施例中，TB1、TB2两点指向为测量坐标系某一坐标轴的方向，TB1、TB2、TB3三点所构造的平面法向为另外一个坐标轴的方向，第三轴方向自动生成。
步骤四、将建立的测量坐标系与理论坐标系进行拟合和复测；
利用基板建立测量坐标系后，采用试验件安装点P1作为衡量测量坐标系建立质量点，通过激光测量P1点的坐标值，复测测量坐标系建立质量；
将激光测量P1点的坐标值与理论值相拟合比对，若误差满足要求，则测量坐标系建立符合测量要求。
步骤五、测量坐标系转换成全局坐标系；
坐标系建立完成后在台架不同位置进行打孔并作为激光靶标基准孔，所述打孔位置关系包容所有试验件安装空间，利用多个打孔的位置点，将测量坐标系转换到全局坐标系；
本实施例中，坐标系建立完成以后，在台架不同位置ERS1、ERS2、ERS3、ERS4、ERS5五个不同的位置打孔，并安装激光靶标基准孔，五点的位置关系满足包容所有多个试验件安装空间。
利用五个ERS点，则由测量坐标系转换到全局坐标系完成。
步骤六、进行多个试验件测量且需激光跟踪仪转站安装测量；
当进行多个试验件测量时且激光跟踪仪无法实现一站式安装测量，则需要重新测量五个ERS点的测量坐标值ERS'，再利用最小二乘拟合算法，将转战后的ERS测量值ERS'与原来的ERS点测量值拟合，实现转战测量。
本发明该解决了试验台架试验件无基准安装难题，该方法易于实现，经济成本低，且采用激光跟踪仪定位，提高现场安装精度，控制安装误差在零点三个毫米范围内。同时，该方法大大缩短了安装周期，提高了工作效率。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种台架安装坐标系构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、构造用于局部坐标系所用的基板；
所述基板设置有基准点，所述构建的基准点用于建立测量坐标系；
所述基板设置基准点的数量不少于3个，且存在其中一点与相邻两点的连线相互垂直；
所述基板设置有试验件安装点P1，用于检测测量坐标系质量的测量点；
步骤二、选择基板在台架上的安装位置；
a)、所述基板的安装位置处于激光靶标照射线路上，且使试验件在安装过程中激光跟踪仪转站次数最少；
所述基板上下边缘水平安装在台架上，无倾斜；
所述基板左右侧面垂直安装在台架上且基板在其垂直方向无滚翻；
b)、测量基板在台架的安装高度；
步骤三、测量坐标系的生成；
所述基准点其中任意两点连线为测量坐标系的一坐标轴，所述多个基准点所构造的平面的法向为另一坐标轴，且第三坐标轴自动生成；
所述多个基准点所构造的平面的法向满足右手定则；
步骤四、将建立的测量坐标系与理论坐标系进行拟合和复测；
利用基板建立测量坐标系后，采用试验件安装点P1作为衡量测量坐标系建立质量点，通过激光测量P1点的坐标值，复测测量坐标系建立质量；
步骤五、测量坐标系转换成全局坐标系；
坐标系建立完成后在台架不同位置进行打孔并作为激光靶标基准孔，所述打孔位置关系包容所有试验件安装空间，利用多个打孔的位置点，将测量坐标系转换到全局坐标系；
步骤六、进行多个试验件测量且需激光跟踪仪转站安装测量；
当进行多个试验件测量时且激光跟踪仪无法实现一站式安装测量，则需要重新测量打孔位置点的测量坐标值,再利用最小二乘拟合算法，将转站后的测量值与原来的打孔位置点的测量值拟合，实现转站测量。
2.根据权利要求1所述的台架安装坐标系构建方法，其特征在于：所述步骤一中，基板设置有三个基准点，分别为TB1、TB2、TB3，所述基准点TB1、TB2、TB3三者的连线构成直角三角形。
3.根据权利要求2所述的台架安装坐标系构建方法，其特征在于：所述基准点TB1、TB2、TB3及安装点P1的坐标点误差小于0.15mm。
4.根据权利要求1所述的台架安装坐标系构建方法，其特征在于：所述步骤二中，利用水准仪扫面基板下边缘且其边缘在同一条水平线上。
5.根据权利要求1所述的台架安装坐标系构建方法，其特征在于：所述步骤二中，利用全站仪在角度保持不变的情况下，扫描基板侧面边缘，且两侧面在同一平面内。
6.根据权利要求1所述的台架安装坐标系构建方法，其特征在于：所述步骤五中，在在台架不同位置ERS1、ERS2、ERS3、ERS4、ERS5五个不同的位置打孔，并安装激光靶标基准孔，五点的位置关系满足包容所有多个试验件安装空间。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109579804A (zh) * 2018-11-07 2019-04-05 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 空间大尺寸部件几何参量定位方法
CN110057332A (zh) * 2019-05-05 2019-07-26 大连理工大学 一种基于敏度分析的试验结构装配精度调控方法
CN110238699A (zh) * 2019-06-04 2019-09-17 淮南新能源研究中心 无基准大型双层复杂曲面工件的机械加工定位系统及方法
CN110686592A (zh) * 2019-09-04 2020-01-14 同济大学 一种大尺寸目标物的组合式测量方法
CN112525108A (zh) * 2020-12-12 2021-03-19 江西洪都航空工业集团有限责任公司 一种采用激光跟踪仪在线检测薄板类零件轮廓误差的方法
CN112729214A (zh) * 2020-11-27 2021-04-30 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种基于试验数据修正基准点坐标的测量方法
CN113654497A (zh) * 2020-05-12 2021-11-16 广州汽车集团股份有限公司 测量装置和利用测量装置的测量方法
CN113959388A (zh) * 2021-09-30 2022-01-21 中国第一汽车股份有限公司 一种主焊线台车一致性检测方法
CN114001682A (zh) * 2021-11-19 2022-02-01 天津博迈科海洋工程有限公司 电气间模块重型门门框安装面的平面度评判方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999057512A1 (en) * 1998-05-04 1999-11-11 Perceptron, Inc. Method and apparatus for calibrating a non-contact gauging sensor with respect to an external coordinate system
CN1563889A (zh) * 2004-03-26 2005-01-12 清华大学 激光跟踪惯性组合测量系统及其测量方法
CN105651166A (zh) * 2015-12-30 2016-06-08 哈尔滨工业大学 基于工件坐标系的航天器产品总装精度测量方法
CN106223623A (zh) * 2015-06-02 2016-12-14 五冶集团上海有限公司 钢结构箱型拱形屋架安装方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999057512A1 (en) * 1998-05-04 1999-11-11 Perceptron, Inc. Method and apparatus for calibrating a non-contact gauging sensor with respect to an external coordinate system
CN1563889A (zh) * 2004-03-26 2005-01-12 清华大学 激光跟踪惯性组合测量系统及其测量方法
CN106223623A (zh) * 2015-06-02 2016-12-14 五冶集团上海有限公司 钢结构箱型拱形屋架安装方法
CN105651166A (zh) * 2015-12-30 2016-06-08 哈尔滨工业大学 基于工件坐标系的航天器产品总装精度测量方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109579804A (zh) * 2018-11-07 2019-04-05 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 空间大尺寸部件几何参量定位方法
CN110057332A (zh) * 2019-05-05 2019-07-26 大连理工大学 一种基于敏度分析的试验结构装配精度调控方法
CN110238699A (zh) * 2019-06-04 2019-09-17 淮南新能源研究中心 无基准大型双层复杂曲面工件的机械加工定位系统及方法
CN110686592A (zh) * 2019-09-04 2020-01-14 同济大学 一种大尺寸目标物的组合式测量方法
CN110686592B (zh) * 2019-09-04 2021-04-20 同济大学 一种大尺寸目标物的组合式测量方法
CN113654497A (zh) * 2020-05-12 2021-11-16 广州汽车集团股份有限公司 测量装置和利用测量装置的测量方法
CN112729214A (zh) * 2020-11-27 2021-04-30 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种基于试验数据修正基准点坐标的测量方法
CN112729214B (zh) * 2020-11-27 2022-06-14 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种基于试验数据修正基准点坐标的测量方法
CN112525108A (zh) * 2020-12-12 2021-03-19 江西洪都航空工业集团有限责任公司 一种采用激光跟踪仪在线检测薄板类零件轮廓误差的方法
CN113959388A (zh) * 2021-09-30 2022-01-21 中国第一汽车股份有限公司 一种主焊线台车一致性检测方法
CN114001682A (zh) * 2021-11-19 2022-02-01 天津博迈科海洋工程有限公司 电气间模块重型门门框安装面的平面度评判方法
CN114001682B (zh) * 2021-11-19 2023-08-01 天津博迈科海洋工程有限公司 电气间模块重型门门框安装面的平面度评判方法

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