CN111673407A - 运载火箭贮箱箱底激光引导装配系统及方法 - Google Patents

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叶顺坚
梁莹
李凌霄
刘立安
陈浩
杨斯达
孙斌
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    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明提供了一种运载火箭贮箱箱底激光引导装配系统及方法，包括：摆臂机构1、立柱2、横臂3、激光投影仪4、托架5、控制台6；所述摆臂机构1包括转台11、电机12、减速机13，电机12与减速机13连接，并驱动转台11旋转；摆臂机构1用于实现横臂3的水平旋转；横臂3一端安装激光投影仪4，一端通过摆臂机构1与立柱2连接；激光投影仪4用于输出待安装零部件的特征信息；托架5用于放置与定位贮箱箱底；控制台6控制摆臂机构1和激光投影仪4。本发明采用数字化激光投影定位代替以往人工手动测量尺寸、引基准线、划位置线进行定位，显著提高了定位准确性，避免了人为因素带来的错装、漏装等低层次质量问题。

Description

运载火箭贮箱箱底激光引导装配系统及方法
技术领域
本发明涉及运载火箭装配技术领域，具体地，涉及一种运载火箭贮箱箱底激光引导装配系统及方法。
背景技术
运载火箭正朝着高质量、短周期、全三维的研制生产方向发展，运载火箭的型号种类逐步上升，生产当量发生了急剧增长，对火箭的高质高效、数字化生产的要求越来越迫切；然而目前我国运载火箭结构产品的生产还停留在手工操作时代，尤其是运载火箭贮箱箱底上的支架、支座、角片等零部件产品的安装多采用人工手动方式测量尺寸、引基准线、划位置线进行定位，部分使用工装定位器、制孔样板、钻模板等物理手段进行零部件的定位。运载火箭贮箱箱底尺寸大、且为空间复杂曲面结构，这种复杂结构依靠人工或工装进行定位装配，存在着加工方法落后、生产效率低下、精度及质量稳定性差，容易导致诸如划线位置错误、漏划线漏安装等低层次质量问题。此外，采用工装定位器、制孔样板、钻模板等定位的装配方式，受设计变更影响大，无法快速实现设计变更，且会增加工装、样板的变更成本。
公开号为CN111017151A的中国专利文献公开了一种船体建造中使用激光三维投影定位的方法，包括有激光投影仪、船体分段结构、投影仪固定门架、T型材轮廓、分段结构胎架、投影仪软件系统、地面。具体步骤是：1)船体结构模型处理、2) 投影坐标系转换、3)建立船体T型材结构投影定位文件、4)建立被投影船体结构现实坐标系、5)建立作业包、6)投影作业。该发明提供的激光三维投影定位的方法的优点在于，定位精度高、无需使用笨重的工装工具；不足之处在于三维数据模型需要处理，需要剔除与结构定位投影无关的模型数据，导致技术人员工作量大；建立被投影船体结构现实坐标系之后，需要利用第三方测量工具对特征点靶标进行测量得出实际坐标值，无法做到激光投影仪自动识别靶标点，操作过程复杂、工作量大。
专利文献CN105728931A(申请号：201410742138.9)公开了一种运载火箭推进剂贮箱箱底圆环焊接工装，包括安装基座和多组组合夹具组件，其特征在于所述组合夹具组件安装在所述安装基座上，并能沿着所述安装基座径向移动，所述组合夹具组件包括背部刚性支撑构件和正面压紧构件，所述刚性支撑构件上有安装接口，所述正面压紧构件通过所述接口，与所述刚性支撑构件相连接。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种运载火箭贮箱箱底激光引导装配系统及方法。
根据本发明提供的运载火箭贮箱箱底激光引导装配系统，包括：摆臂机构、立柱、横臂、激光投影仪、托架、控制台；所述摆臂机构包括转台、电机、减速机，电机与减速机连接，并驱动转台旋转；摆臂机构用于实现横臂的水平旋转；横臂一端安装激光投影仪，一端通过摆臂机构与立柱连接；激光投影仪用于输出待安装零部件的特征信息；托架用于放置与定位贮箱箱底；控制台控制摆臂机构和激光投影仪。
优选地，所述控制台控制摆臂机构，实现横臂的水平旋转，使激光投影仪处于贮箱箱底正上方。
优选地，所述控制台控制激光投影仪，使激光投影仪输出待安装产品的三维线条、航向、图号及提示性信息，用于零部件产品的引导装配。
优选地，所述托架由圆环和竖柱焊接而成，用于放置不同类型的贮箱箱底，起支撑、定位作用。
优选地，所述激光投影仪的激光定位精度为0.1～0.3mm每5m、投影距离为 1.5～20m。
根据本发明提供的运载火箭贮箱箱底激光引导装配方法，包括：
步骤1：根据装配需求，将运载火箭贮箱箱底三维数模导入控制台的计算机中；
步骤2：将运载火箭贮箱箱底放置于托架上；
步骤3：通过控制台，水平旋转横臂，使激光投影仪处于贮箱箱底正上方；
步骤4：选取运载火箭贮箱箱底上的基准点、基准孔，粘贴靶标点，激光投影仪识别靶标点，由计算机中的激光投影软件构建实物基准坐标系；
步骤5：将待装配零部件的特征信息投影至贮箱箱底表面上，将零部件调整好位置后摆放至外形与激光线条重合，确定航向、基准信息无误后，完成定位；
步骤6：将所有需要装配的零部件定位完成后，通过控制台回转横臂靠边停放，避让贮箱箱底上方空间。
优选地，控制台控制横臂旋转的转速为0.2～0.5r/min。
优选地，基准点的选取为贮箱箱底Ⅰ基准、Ⅱ基准、Ⅲ基准、Ⅳ基准，4个基准位置处，基准孔为机加工的标准圆孔。
优选地，采用靶标点构建实物基准坐标，粘贴靶标点6～12处。
优选地，激光投影软件兼容stp、igs、x_t、xmt_txt、x_b、xmt_bin格式数模。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明采用数字化激光投影定位代替以往人工手动测量尺寸、引基准线、划位置线进行定位，显著提高了定位准确性，避免了人为因素带来的错装、漏装等低层次质量问题；
2、本发明将人工手动测量尺寸、引基准线、划位置线进行定位转变为激光投影定位,显著提高了运载火箭贮箱箱底的装配效率；
3、本发明采用数字化激光投影定位，相比工装定位器、制孔样板、钻模板等物理手段，激光投影定位方法可快速实现设计变更，且不会产生任何工装变更成本；
4、本发明利用贮箱箱底三维数模指导装配定位过程，避免了使用二维图纸、纸质工艺文件的环节，打通了从设计端到制造端的全三维链路。
附图说明
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，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明运载火箭贮箱箱底激光引导装配系统的立体结构示意图；
图2是本发明摆臂机构的立体结构示意图；
图3是本发明运载火箭贮箱箱底激光引导装配系统的工作状态示意图；
图中示出：1-摆臂机构；11-转台；12-电机；13-减速机；2-立柱；3-横臂；4- 激光投影仪；5-托架；6-控制台。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明专利实施例提供了一种运载火箭贮箱箱底激光引导装配系统，包括：摆臂机构1、立柱2、横臂3、激光投影仪4、托架5、控制台6；如图2所示，所述摆臂机构1包括转台11、电机12、减速机13，电机12与减速机13连接，并驱动转台11旋转；摆臂机构1用于实现横臂3的水平旋转；横臂3一端安装激光投影仪4，一端通过摆臂机构1与立柱2连接；激光投影仪4用于输出待安装零部件的特征信息；托架5用于放置与定位贮箱箱底；控制台6控制摆臂机构1和激光投影仪4。
所述控制台6能够控制摆臂机构1，实现横臂3的水平旋转，使激光投影仪4处于贮箱箱底正上方；所述控制台6能够控制激光投影仪4，使激光投影仪4输出待安装产品的三维线条、航向、图号及提示性信息，用于零部件产品的引导装配；所述托架5由圆环和竖柱焊接而成，用于放置不同类型的贮箱箱底，起支撑、定位作用；所述激光投影仪4的激光定位精度为0.1～0.3mm每5m、投影距离为1.5～20m。
根据本发明的另一个方面,提供一种运载火箭贮箱箱底激光引导装配方法,尤其是利用运载火箭贮箱箱底激光引导装配系统的运载火箭贮箱箱底激光引导装配方法,如图3 所示，包括如下步骤：
步骤1：根据装配需要，将运载火箭贮箱箱底三维数模导入控制台6的计算机中；
步骤2：将运载火箭贮箱箱底放置于托架5上；
步骤3：通过控制台6，水平旋转横臂，使激光投影仪4处于箱底正上方；
步骤4：选取运载火箭贮箱箱底上的基准点、基准孔，粘贴靶标点，激光投影仪4 识别靶标点，由计算机中的激光投影软件构建实物基准坐标系；
步骤5：将待装配零部件的特征信息投影至贮箱箱底表面上，将零部件调整好位置后摆放至外形与激光线条重合，确定航向、基准等信息无误后，即定位完成；
步骤6：将所有需要装配的零部件定位完成后，通过控制台6回转横臂3靠边停放，避让贮箱箱底上方空间。
进一步地，控制台6控制横臂3旋转的转速为0.2～0.5r/min。
进一步地，基准点的选取为贮箱箱底Ⅰ基准、Ⅱ基准、Ⅲ基准、Ⅳ基准，4个基准位置处，基准孔为机加工的标准圆孔。
进一步地，采用靶标点构建实物基准坐标，粘贴靶标点6～12处。
进一步地，激光投影软件兼容stp、igs、x_t、xmt_txt、x_b、xmt_bin格式数模。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“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申请和简化描述，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申请的限制。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种运载火箭贮箱箱底激光引导装配系统，其特征在于，包括：摆臂机构(1)、立柱(2)、横臂(3)、激光投影仪(4)、托架(5)和控制台(6)；
所述摆臂机构(1)包括转台(11)、电机(12)和减速机(13)；所述电机(12)与减速机(13)连接，并驱动转台(11)旋转；
所述摆臂机构(1)用于实现横臂(3)的水平旋转；
所述横臂(3)一端安装激光投影仪(4)，一端通过摆臂机构(1)与立柱(2)连接；
所述激光投影仪(4)用于输出待安装零部件的特征信息；
所述托架(5)用于放置于定位贮箱箱底；
所述控制台(6)控制摆臂机构(1)和激光投影仪(4)。
2.根据权利要求1所述的运载火箭贮箱箱底激光引导装配系统，其特征在于，所述控制台(6)控制摆臂机构(1)，实现横臂(3)的水平旋转，使激光投影仪(4)处于贮箱箱底正上方。
3.根据权利要求1所述的运载火箭贮箱箱底激光引导装配系统，其特征在于，所述控制台(6)控制激光投影仪(4)，使激光投影仪(4)输出待安装产品的三维线条、航向、图号及提示性信息，用于零部件产品的引导装配。
4.根据权利要求1所述的运载火箭贮箱箱底激光引导装配系统，其特征在于，所述托架(5)由圆环和竖柱焊接而成，用于放置不同类型的贮箱箱底，起支撑、定位作用。
5.根据权利要求1所述的运载火箭贮箱箱底激光引导装配系统，其特征在于，所述激光投影仪(4)的激光定位精度为0.1～0.3mm每5m、投影距离为1.5～20m。
6.一种运载火箭贮箱箱底激光引导装配方法，其特征在于，采用权利要求1-5中任一项或任多项的运载火箭贮箱箱底激光引导装配系统，包括：
步骤1：根据装配需求，将运载火箭贮箱箱底三维数模导入控制台(6)的计算机中；
步骤2：将运载火箭贮箱箱底放置于托架(5)上；
步骤3：通过控制台(6)，水平旋转横臂(3)，使激光投影仪(4)处于贮箱箱底正上方；
步骤4：选取运载火箭贮箱箱底上的基准点、基准孔，粘贴靶标点，激光投影仪(4)识别靶标点，由计算机中的激光投影软件构建实物基准坐标系；
步骤5：将待装配零部件的特征信息投影至贮箱箱底表面上，将零部件调整好位置后摆放至外形与激光线条重合，确定航向、基准信息无误后，完成定位；
步骤6：将所有需要装配的零部件定位完成后，通过控制台(6)回转横臂(3)靠边停放，避让贮箱箱底上方空间。
7.根据权利要求6所述的运载火箭贮箱箱底激光引导装配方法，其特征在于，控制台(6)控制横臂(3)旋转的转速为0.2～0.5r/min。
8.根据权利要求6所述的运载火箭贮箱箱底激光引导装配方法，其特征在于，基准点的选取为贮箱箱底Ⅰ基准、Ⅱ基准、Ⅲ基准、Ⅳ基准，4个基准位置处，基准孔为机加工的标准圆孔。
9.根据权利要求6所述的运载火箭贮箱箱底激光引导装配方法，其特征在于，采用靶标点构建实物基准坐标，粘贴靶标点6～12处。
10.根据权利要求6所述的运载火箭贮箱箱底激光引导装配方法，其特征在于，激光投影软件兼容stp、igs、x_t、xmt_txt、x_b、xmt_bin格式数模。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113253688A (zh) * 2021-06-11 2021-08-13 四川航天长征装备制造有限公司 一种伺服机构排焰管数字化装配制造方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6828525B1 (en) * 2004-01-28 2004-12-07 The Boeing Company Method of assembling an article using laser light projection and a photoreactive material
CN104057290A (zh) * 2014-06-24 2014-09-24 中国科学院自动化研究所 一种基于视觉和力反馈控制的机器人装配方法与系统
CN106903663A (zh) * 2017-03-03 2017-06-30 航天材料及工艺研究所 一种回转壳体内装零件的定位标记方法、装置及系统
CN106914746A (zh) * 2017-03-10 2017-07-04 重庆大学 高可靠性螺栓拧紧系统
CN107421512A (zh) * 2017-05-12 2017-12-01 昆明理工大学 一种基于光学原理的自冲铆连接定位装置及定位方法
CN109014846A (zh) * 2018-10-15 2018-12-18 池州市柏泰贸易有限公司 一种采煤机滚筒齿座定位装置
US20190311555A1 (en) * 2018-04-04 2019-10-10 The Boeing Company Mobile visual-inspection system

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6828525B1 (en) * 2004-01-28 2004-12-07 The Boeing Company Method of assembling an article using laser light projection and a photoreactive material
CN104057290A (zh) * 2014-06-24 2014-09-24 中国科学院自动化研究所 一种基于视觉和力反馈控制的机器人装配方法与系统
CN106903663A (zh) * 2017-03-03 2017-06-30 航天材料及工艺研究所 一种回转壳体内装零件的定位标记方法、装置及系统
CN106914746A (zh) * 2017-03-10 2017-07-04 重庆大学 高可靠性螺栓拧紧系统
CN107421512A (zh) * 2017-05-12 2017-12-01 昆明理工大学 一种基于光学原理的自冲铆连接定位装置及定位方法
US20190311555A1 (en) * 2018-04-04 2019-10-10 The Boeing Company Mobile visual-inspection system
CN110346367A (zh) * 2018-04-04 2019-10-18 波音公司 移动视觉检查系统
CN109014846A (zh) * 2018-10-15 2018-12-18 池州市柏泰贸易有限公司 一种采煤机滚筒齿座定位装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
林海峰: "基于激光投影的飞机装配定位技术应用", 《科学技术与创新》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113253688A (zh) * 2021-06-11 2021-08-13 四川航天长征装备制造有限公司 一种伺服机构排焰管数字化装配制造方法
CN113253688B (zh) * 2021-06-11 2021-10-01 四川航天长征装备制造有限公司 一种伺服机构排焰管数字化装配制造方法

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