[发明专利]一种大型设备自动对中的方法

说明书

技术领域

本发明涉及控制方法，特别涉及一种大型设备自动对中的方法。

背景技术

在航空航天等领域，常常需要将两个或多个大型设备进行姿态对中，使其姿态统一，能够对接形成一个整体进行工作。例如，将铺设有长导轨的两台大型设备快速对接，使两设备上的导轨共线，从而形成一段可供其它设备行走的连续的运行轨道，而两设备初始的安放及运行存在较大的偏差，需要将其进行对中调整(称之为“直线对中”)。一般来说，两个大型设备只需一个具备对中调整能力即可，为方便描述，我们将具备对中能力的设备称为对中设备，另一设备称为目标设备。

在传统的大型设备对中方法中，多采用手工测量偏差、人工摇动螺旋升降机实现调整，该对中方法精度较低，多用于对中设备与目标设备均处于同一地面轨道，初始姿态偏差较小且对对中时间要求不高的场合。

专利“一种快速对中方法”在传统对中方法基础上发展而来，采用了自动测量与自动对中，其特点是采用1组6个激光测距传感器，通过测量对接面处不同点的距离，解算获得六自由度偏差，对中设备采用2个横移油缸、4个升降油缸实现对中姿态调整，具有对中速度快的特点。由于其基于端面对中，所以该方法需要激光测距传感器安装面，主目标设备感应面具有较大的特征尺寸，否则很难获得准确的角度偏差，另外，测距传感器安装精度及其安装面、感应面的加工精度要求也较高，需要特殊保证。

论文《基于激光跟踪定位的部件对接柔性装配技术》(梅中义，北京航空航天大学学报Vol35No.1，2009年1月)介绍了一种自动对中方法，用于大型飞机部段数字化自动装配领域，其特点是在需要对接的飞机部段上设置若干定位基准点，并安装光学目标反射器，通过激光跟踪仪测量飞机部件上的光学目标点位置，获得定位基准点位置信息，该信息与产品数据集下达的飞机部件模型经由数据处理模块对比后，将计算数据传给运动控制部分，从而驱动各部段下方的柔性定位工装工作站调整飞机部件的位姿，直到定位基准点到达公差范围内 的目标位置上，其中柔性定位工装工作站由多个不同位置的柔性定位工装组成，实现飞机部段的复合运动。此方法适合对具有复杂外形与接口的设备或部段进行对中，但需依托详尽、准确的数字化设计模型，且对产品生产状态与设计状态的一致性要求很高，对于外形尺寸不一、加工装配精度较低的大型设备，该方法难以适用。

另外，论文《六自由度船台合拢自动对中系统》(付全等，液压气动与密封，2004(3)：13-15)介绍了一种舰船分段与基准总段拼装技术；论文《大型法兰位置自动对中系统分析》(乌建中等，机电一体化，2008(12)：83-86)介绍了一种海上风力发电机组大型法兰定位安装方法。以上三种方法均应用于工艺总装配环节，对中设备的准备工作相对较多，自动对中技术指标偏重于精度要求，对时间要求相对宽松，且舰船拼装采用的船台合拢自动对中系统需人工输入初始姿态信息，大型法兰安装所采用的液压自动对中系统适用于对中设备呈空间自由状态的竖向对中，均不适用于两个超长产品的快速对中。

综上所述，实现大型设备对中的控制目前还未有成熟技术出现。

发明内容

本发明的目的是克服传统技术的不足，突破现有自动对中方法的条件限制，提供一种可以通过闭环控制系统实现两个或多个超长产品相对位姿的快速对中，原理简单，配套设备少，易于实现全程无需人工干预，对中效率高的大型设备自动对中的方法。

为达上述目的，本发明提供的一种大型设备自动对中的方法，该方法设置测量系统、控制系统和调整装置，所述测量系统设有观测仪，所述控制系统设有位置传感器，所述调整装置分为前、后2个，分别设有2套升降机构和1套横移机构，该方法包括如下步骤：

步骤1，对中设备与目标设备就位，准备对中；

步骤2，启动所述测量系统，偏差测量数据输入所述控制系统；

步骤3，所述控制系统提取滚转偏差数据，判断是否需要滚转调整，确认需进行调整后，所述控制系统计算调整量并驱动所述调整装置完成滚转调整动作，根据位置传感器反馈的调整到位信号向所述测量系统发出下一次测量指令，直至满足滚转判据为止；

步骤4，所述控制系统提取横摆、俯仰偏差数据，判断是否需要横摆、俯仰调整，确认需进行调整后，所述控制系统计算调整量并驱动所述调整装置完成横摆、俯仰调整动作，根据位置传感器反馈的调整到位信号向所述测量系统发出下一次测量指令，直至满足横摆、俯仰判据为止；