[发明专利]一种用于发动机机匣装配的空间位姿检测与调整方法

说明书

本发明公开了一种用于发动机机匣装配的空间位姿检测与调整方法，属于制造质量预测与控制技术领域。该方法实现的步骤包括：步骤一、对机匣的装配面分区域后利用检测调整装置带动激光传感器进行数据采集；步骤二：根据采集的数据拟合出机匣端面的位姿信息；步骤三：判断机匣的位姿是否满足装配的要求，如果满足则结束，如果不满足，给出偏移量信息由检测调整装置对发动机机匣进行位姿调整，返回步骤一重新检测和调整。本发明采用间接测量的方式，通过测量机匣的法兰端面到基准面的距离，来判断端面与基准面的平行度，能够提高检测环节的自动化程度和测量效率。

技术领域

本发明涉及一种适用于发动机机匣装配位姿检测和调整的方法，属于制造质量预测与控制技术领域。

背景技术

随着我国军事工业的迅速发展，以航空发动机、导弹、火箭为主的大型国防产品研发进度日益加快。基于其需要高速飞行的工作环境，产品自身的气密性至关重要。因此，在总装过程中对产品的装配对准精度提出了极高的要求。

目前核心机大多数采用手动装配，为了实现自动化装配，则需要检测出装配过程中零件的位姿，并加以调整，才能满足装配的位置要求。常见的测量方法有接触式测量和非接触式测量两种。接触式测量主要通过千分表接触机匣来确定其姿态，但存在损伤工件和不易于自动化的缺陷。非接触式测量虽然可不接触工件，但没有较为成熟的方法来拟合出产品的位姿信息，因此就很难实现自动化的装配。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于发动机机匣装配的空间位姿检测与调整方法，该方法采用间接测量的方式，通过测量机匣的法兰端面到基准面的距离，来判断端面与基准面的平行度，能够提高检测环节的自动化程度和测量效率。

一种用于发动机机匣装配的空间位姿检测与调整方法，该方法实现的步骤如下：

步骤一、对机匣的装配面分区域后利用检测调整装置带动激光传感器进行数据采集；

步骤二：根据采集的数据拟合出机匣端面的位姿信息；

步骤三：判断机匣的位姿是否满足装配的要求，如果满足则结束，如果不满足，给出偏移量信息由检测调整装置对发动机机匣进行位姿调整，返回步骤一重新检测和调整。

进一步地，所述检测调整装置包括立柱、机匣夹持机构、机匣姿态调整机构、传感器支架和传感器运动单元；

所述立柱上安装有机匣姿态调整机构，机匣夹持机构安装在机匣姿态调整机构上，机匣被夹持在机匣夹持机构上，机匣姿态调整机构具有两个转动自由度，机匣姿态调整机构实现对机匣姿态的调节；所述传感器支架通过安装座安装在立柱一侧，传感器运动单元安装在传感器支架上，传感器运动单元具有三个彼此正交的运动自由度，传感器运动单元带动其上的激光传感器在机匣下方运动进行数据采集。

进一步地，所述步骤一中，将机匣装配面划分为多个区域，移动激光传感器到区域中心点，设定n个数据采集位置，分别记录该位置的激光器示数；在一次数据采集的过程中，不同区域的数据采集点彼此分离并应均匀分布在机匣表面。

进一步地，所述步骤二中，数据拟合前先建立XYZ坐标系，该坐标系根据传感器运动单元的运动方向建立，Z坐标轴的正方向竖直向上，X坐标轴的正方向沿导轨指向装配工位，根据右手定则即可确定Y轴正方向；激光光路竖直向上，激光传感器检测位置与机匣上测点的XY两坐标相同，激光传感器采集到的数据即为测点在检测坐标系的Z向坐标。

进一步地，所述步骤二中拟合机匣端面的位姿信息的过程是先使用最小二乘法拟合待装配机匣下表面的空间表示方程，计算其平面法向量，然后根据平面法向量计算并显示机匣端面相对于水平面X，Y两个方向的俯仰角α和偏航角β。

有益效果：

1、本发明的空间位姿检测与调整方法将传感器的检测位置和示数实时与计算机相连，免去了人工读数、计数、计算，减少了工人操作，提高了检测精度与装配自动化程度。