CN109649575B - 一种惯组装配精度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种惯组装配精度控制方法，通过一次装夹加工载体上的惯组安装定位面、制作精度满足要求的标定专用工装，利用标定专用工装确定惯组在载体上的安装位置，同时利用标定专用工装对惯组进行水下标定，即可达到惯组精确装配至载体，且不需要重新进行标定的目的，降低了水下航行器使用过程中的标定成本，节约了导航精度确认时间，提高了水下航行器的使用灵活性和反应快速性。此外，一套标定专用工装可用于多套载体的安装孔配制，简约了加工工序，提高了加工精度，降低了生产成本。

Description

一种惯组装配精度控制方法

技术领域

本发明涉及水下航行器加工精度控制领域，具体涉及一种惯组装配精度控制方法。

背景技术

使用惯性导航组件组合导航是当前水下航行器常用的一种导航方式。为获得较高的自主导航精度，当惯组相对位置固定后，需要通过标定来进行标度因数的测定及安装误差的修正。目前，应用于水下航行器的惯组需要在装配至水下航行器载体上之后进行标定，且标定成功后，惯组所含组部件均不可进行拆装，若其中任一组部件需要进行拆卸，并完成检测、修复或状态确认等操作，当其再次装配到位后，仍需要重新标定来确保自主导航精度能够满足要求。这种使用方式无形中大大增加了惯组的维修成本，限制了水下航行器的使用灵活性和反应快速性，同时也对惯组的可靠性提出了更为严苛的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种惯组装配精度控制方法，通过一次装夹加工载体上的惯组安装定位面、制作精度满足要求的标定专用工装，利用标定专用工装确定惯组在载体上的安装位置，同时利用标定专用工装对惯组进行水下标定，即可达到惯组精确装配至载体，且不需要重新进行标定的目的。

本发明提供的一种惯组装配精度控制方法，具体包括以下步骤：

步骤1、一次性装夹加工载体上的惯组安装板：对于不含有惯组安装板的水下航行器载体，将需要安装惯组的水下航行器载体舱段装夹于加工机床上，安装惯组各组件在载体内的安装板，形成惯组各组件的安装面，所述安装面包括惯导安装面和计程仪安装面，同时加工标定专用工装的安装接口；安装过程中，保持此水下航行器舱段装夹不拆卸，刀具不更换；

步骤2、制作精度满足要求的标定专用工装，所述标定专用工装由惯导定位安装架、标定转接组件及定位安装架组成：制作惯导定位安装架，制作过程中，确保标定专用工装上由惯导定位安装架形成的惯导安装面与步骤1中的载体内惯导安装面之间的相对位置精度及平面度满足精度要求；

制作标定转接组件，制作过程中，确保标定转接组件的厚度尺寸精度及上、下表面平面度满足要求，且标定专用工装上由标定转接组件形成的计程仪换能器安装面与步骤1中的载体内计程仪安装面之间的相对位置精度及平面度满足要求；

制作标定专用工装各安装面上用于安装惯组的安装定位孔及定位销孔，及标定专用工装安装于载体内时所使用的工装定位安装架上的安装定位孔及定位销孔；

步骤3、采用标定专用工装在载体内配作惯组安装孔：将标定专用工装通过步骤1中所述标定专用工装上的安装接口与载体固定连接；使用标定专用工装上的惯组定位孔及定位销孔，在载体内各惯组安装板上配作各惯组的安装孔及定位销孔；

步骤4、采用标定专用工装进行惯组水中标定：将惯组设备通过标定专用工装上相应的安装孔及定位销孔与标定专用工装固定连接，并完成惯组密封及线缆连接工作；将装配了惯组的标定专用工装通过布放安装架放置于水中，并与母船可靠连接；通过跟随母船的方式完成惯组水下精度标定；

步骤5、经过精度测试惯组满足要求后，将惯组从标定专用工装上拆卸下来后，装配至载体内的相应位置。

进一步地，所述安装定位孔采用钻模设计。

有益效果：

1、本发明通过一次装夹加工载体上的惯组安装定位面，能够确保惯导和计程仪换能器安装面之间的形位公差满足要求，采用精度满足要求的标定专用工装确定惯组在载体上的安装位置，能够确保惯组所含部件的相对位置精度，与此同时，通过采用标定专用工装完成惯组的水下标定，能够避免重新标定，降低了水下航行器使用过程中的标定成本，节约了导航精度确认时间，提高了水下航行器的使用灵活性和反应快速性。

标定专用工装通过载体定位安装架上的定位销和安装孔实现与载体之间的定位和连接，并通过惯导定位安装架和计程仪定位安装架上的钻模孔进行惯组安装孔的配制。

2、一套标定专用工装可用于多套载体的安装孔配制，简约了加工工序，提高了加工精度，降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明提供的惯组装配标定专用工装结构示意图。

图2为本发明提供的一次装夹加工载体上的惯组安装定位面示意图。

其中：1-惯导定位安装架，2-惯导安装面，3-惯导密封箱体，4-工装定位安装架，5-工装定位安装架，6-计程仪换能器安装面，7-标定转接组件(多普勒计程仪)，8-标定转接组件(声相关计程仪)，9-计程仪换能器安装面，10-载体内惯导安装板，11-载体内惯导安装面，12-水下航行器载体舱段，13-载体内计程仪换能器安装板，14-载体内计程仪换能器安装面，15-载体内计程仪换能器安装面，16-载体内声相关计程仪换能器安装板，17-载体内计程仪换能器安装面，18-载体内计程仪换能器安装面。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种惯组装配精度控制方法，其基本思想是：通过一次性装夹加工载体内的惯组安装板、制作精度满足要求的标定专用工装；再采用该标定专用工装在载体内惯组安装板上配作惯组安装孔和定位销孔，通过安装孔和定位销孔的配合使用确保惯组在载体上的精确安装；再将惯组装配至标定专用工装上，进行惯组水中标定，标定完成后，将标定成功的惯组装配至载体内相应的安装板上，最终实现在不需要载体整体进入水中进行标定的情况下惯组的在载体内的装配满足精度要求。

本发明提供的标定专用工装，如图1所示，整体为惯组及计程仪的安装支架，主要包括惯导定位安装架1、惯导密封箱体3、工装定位安装架4,5、标定转接组件7,8，惯导定位安装架1上形成惯导安装面2，标定转接组件7,8形成计程仪换能器安装面6,9。标定专用工装的结构需要与载体内部安装惯组及计程仪的位置的具体结构相匹配，可以根据不同载体结构进行设计加工。

其中，惯导定位安装架1，用于惯导设备在标定专用工装上的定位与安装，也用于在载体上确定惯导设备的安装位置；惯导密封箱体3，用于在水下标定时对惯导设备进行水密封装；工装定位安装架4,5，是标定专用工装的主体结构件，用于确定各惯导组件间的相对位置，以及标定专用工装在载体内的定位与安装；标定转接组件7,8，用于调节惯组装配至标定专用工装上的相对位置与装配至载体上的相对位置之间的误差，使得该误差满足精度要求。同时，使用标定专用工装能够在载体内惯导安装板10、载体内计程仪换能器安装板13及载体内声相关计程仪换能器安装板16上配作安装定位孔及定位销孔，通过安装定位孔及定位销孔的配合使用确保惯组在载体上的精确安装。

本发明提供的一种惯组装配精度控制方法，包括以下步骤：

步骤1、一次性装夹加工载体上的惯组安装板

对于不含有惯组安装板的水下航行器载体，将需要安装惯组的水下航行器载体舱段装夹于加工机床的合适位置，安装惯组各组件在载体内的安装板形成惯组各组件的安装面，同时加工标定专用工装的安装接口，安装过程中，保持此水下航行器舱段装夹不拆卸，刀具不更换。这样一次性的安装能够确保上述各个安装板所形成的安装面之间的相对位置精度。

当水下航行器载体内已包含惯组安装板时，只需要加工标定专用工装的安装接口。

步骤2、制作精度满足要求的标定专用工装

根据载体需要安装惯组的舱段内部结构确定标定专用工装的主体结构，及各个组成部分之间的相对位置关系：

制作惯导定位安装架，加工过程中，需要确保标定专用工装上由惯导定位安装架形成的惯导安装面与步骤1中的载体内惯导安装面之间的相对位置精度及平面度等形位公差满足要求；

制作标定转接组件，加工过程中，需要确保标定转接组件的厚度尺寸精度及上、下表面平面度满足要求，并且要确保标定专用工装上由标定转接组件形成的计程仪换能器安装面与步骤1中的载体内计程仪安装面之间的相对位置精度及平面度等形位公差满足要求；

制作惯组在标定专用工装各安装面上的安装定位孔及定位销孔，以及标定专用工装安装于载体内时所使用的工装定位安装架上的安装定位孔及定位销孔，安装定位孔采用钻模设计，以提高加工精度和耐磨性能，此外，钻模可进行更换，可大大延长工装使用寿命。

步骤3、采用标定专用工装在载体内配作惯组安装孔。首先，利用步骤1中在载体内预留的标定专用工装安装接口，将标定专用工装通过紧固件装配至载体内的对应位置；然后，使用标定专用工装上的各惯组定位孔及定位销孔在载体内各惯组安装板上配作各惯组的安装孔及定位销孔，由此实现标定工装上的安装孔及定位销孔与载体的相应孔位保持一致。

步骤4、采用标定专用工装进行惯组水中标定。首先，将惯组设备通过标定专用工装上相应位置的安装孔及定位销孔与标定专用工装固定连接，并做好密封及线缆连接工作；然后，将装配了惯组的标定专用工装通过专用布放安装架放置于水中，并与母船可靠连接；最后，通过“跑船”的方式完成惯组水下精度标定。惯导定位安装架与惯导密封箱体共同作用实现水中标定时惯导及水密电缆的密封。

步骤5、将步骤4中完成了水下精度标定的惯组装配至载体内的相应位置。惯组水下标定完成后，并经过精度测试满足要求后，将惯组从标定专用工装上拆卸下来，装配到载体内的相应位置。

实施例一、

当组合导航系统为惯导与多普勒计程仪及声相关计程仪的组合时，本发明提供的惯组装配精度控制方法的具体步骤包括：

步骤1、一次性装夹加工载体上的惯组安装定位板。首先，将不含有惯组安装板的水下航行器载体舱段12装夹于加工机床的合适位置，如图2所示，加工载体内惯导安装板10、载体内计程仪换能器安装板13及载体内声相关计程仪换能器安装板16，形成载体内惯导安装面11和载体内计程仪换能器安装面14、15、17及18。在上述加工过程中，保持此水下航行器舱段12装夹不拆卸，刀具不更换，从而确保上述安装面的相对位置精度。

步骤2、制作精度满足要求的标定专用工装。首先，制作惯导定位安装架，需要确保标定专用工装中的惯导定位安装架所形成的惯导安装面与步骤1中的载体内的惯导安装面之间的相对位置精度及平面度等形位公差满足要求；然后，制作标定转接组件，需要确保标定转接组件的厚度尺寸精度及上、下表面平面度满足要求，并且要确保标定专用工装中的标定转接组件形成的计程仪换能器安装面与步骤1中的载体内的计程仪安装面之间的相对位置精度及平面度等形位公差满足要求；制作惯组安装于标定专用工装中各相应的安装面上时所需要的安装定位孔及定位销孔，以及标定专用工装安装于载体内时所使用的工装定位安装架上的安装定位孔及定位销孔。

步骤3、采用标定专用工装在载体内配作惯组安装孔。首先，利用载体内预留的标定专用工装安装接口，将标定专用工装通过紧固件装配至载体对应位置；然后，再利用标定专用工装上的钻模孔在载体内各惯组安装板上配作惯组安装孔及定位销孔。

步骤4、采用标定专用工装进行惯组水中标定。首先，将惯组设备装配至标定专用工装上的相应位置，并做好密封及线缆连接工作；然后，将该标定专用工装通过专用布放安装架放置于水中，并与母船可靠连接；最后，通过“跑船”的方式进行导航组件精度标定。

步骤5、将标定成功的惯组装配至载体相应位置。惯组标定成功，并经过精度测试满足要求后，将惯组从标定专用工装上拆除后，安装至水下航行器载体内的相应位置。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种惯组装配精度控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1、一次性装夹加工载体上的惯组安装板：对于不含有惯组安装板的水下航行器载体，将需要安装惯组的水下航行器载体舱段装夹于加工机床上，安装惯组各组件在载体内的安装板，形成惯组各组件的安装面，所述安装面包括惯导安装面和计程仪安装面，同时加工标定专用工装的安装接口；安装过程中，保持此水下航行器舱段装夹不拆卸，刀具不更换；

步骤2、制作精度满足要求的标定专用工装，所述标定专用工装由惯导定位安装架、标定转接组件及定位安装架组成：制作惯导定位安装架，制作过程中，标定专用工装上由惯导定位安装架形成的惯导安装面与步骤1中的载体内惯导安装面之间的相对位置及平面度以满足精度要求；

制作标定转接组件，制作过程中，标定转接组件的厚度尺寸及上、下表面平面度以满足精度要求，且标定专用工装上由标定转接组件形成的计程仪安装面与步骤1中的载体内计程仪安装面之间的相对位置及平面度满足精度要求；

制作标定专用工装各安装面上用于安装惯组的安装定位孔及定位销孔，及标定专用工装安装于载体内时所使用的工装定位安装架上的安装定位孔及定位销孔；

步骤3、采用标定专用工装在载体内配作惯组安装孔：将标定专用工装通过步骤1中所述标定专用工装上的安装接口与载体固定连接；使用标定专用工装上的惯组定位孔及定位销孔，在载体内各惯组安装板上配作各惯组的安装孔及定位销孔；

步骤4、采用标定专用工装进行惯组水中标定：将惯组设备通过标定专用工装上相应的安装孔及定位销孔与标定专用工装固定连接，并完成惯组密封及线缆连接工作；将装配了惯组的标定专用工装通过布放安装架放置于水中，并与母船可靠连接；通过跟随母船的方式完成惯组水下精度标定；

步骤5、经过精度测试惯组满足要求后，将惯组从标定专用工装上拆卸下来后，装配至载体内的相应位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述安装定位孔采用钻模设计。

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