[发明专利]基于工件坐标系的航天器产品总装精度测量方法

权利要求书

1.基于工件坐标系的航天器产品总装精度测量方法，特征在于包括以下步骤：

步骤1、公共坐标系的建立：

针对需要检测部组件安装精度的航天器主体，在航天器主体表面选取若干个公共基准 点，在航天器主体目前所处位置的参照物平面上选取若干个公共基准点，并在所有的公共 基准点中的4-6公共基准点上设置光学反射器，即靶球；

分别在A₁和A₂位置设置激光跟踪仪a₁和a₂；通过激光跟踪仪和靶球的配合，调节激光 跟踪仪a₁获得公共基准点在激光跟踪仪a₁坐标系下的坐标数据；再利用激光跟踪仪a₂采集 相同的公共基准点，获得相同公共基准点在激光跟踪仪a₂坐标系下的坐标数据；

将两台激光跟踪仪分别采集得到的两组公共基准点坐标一一对应，通过Spatial Analyzer软件进行拟合，即令同一个公共基准点的两个三维坐标点尽量重合，完成公共坐 标系的建立；

步骤2、对公共坐标系下的公共基准点进行相应空间几何处理，建立基准坐标系：

利用激光跟踪仪a₁和a₂采集航天器主体底面圆周上多个点，在基准坐标系下拟合这些 点获得最小二乘平面，以该面的法线方向作为基准坐标系的X轴方向；利用激光跟踪仪a₁和a₂采集航天器主体上安装孔中的6-8个孔的轴线，轴线与底面圆周相交成6-8个标定基 准点，拟合这6-8个标定基准点获得空间圆，将该圆的圆心作为基准坐标系的原点O；令 6-8个标定基准点中有1个标定基准点为基准坐标系的Y轴上的点，根据右手定则，获得Z 轴；

步骤3、检测部组件的装配精度：

多次在待检测部组件表面设置多个靶球，并通过激光跟踪仪a₁和a₂和靶球配合，将测 量得到的点组合进行最小二乘面拟合，通过与基准坐标系的比较计算，得到部组件的装配 精度；

步骤4、针对其他待检测部组件，移动利用激光跟踪仪a₁和a₂，执行步骤1-3，完成其 他待检测部组件的安装精度测量。

2.根据权利1所述的基于工件坐标系的航天器产品总装精度测量方法，其特征在于步 骤3所述的检测部组件的装配精度的具体过程如下：

多次在待检测部组件表面设置多个靶球，将激光跟踪仪的测量模式设置为稳定点扫描 模式，并通过激光跟踪仪a₁和a₂和靶球配合，对待检测部组件进行扫描；

(1)如果待检测部组件为方体，将测量得到的点组合，利用SpatialAnalyzer软件进行 最小二乘面拟合，得到平面的法线，计算出法线与基准坐标系对应坐标轴的夹角，从而判 断待检测部组件的安装精度；

(2)如果待检测部组件为圆柱体或者椎体，不但要检测待检测部组件的平面安装精度， 还要检测待检测部组件的轴线安装精度。

3.根据权利2所述的基于工件坐标系的航天器产品总装精度测量方法，其特征在于(2) 中所述的检测待检测部组件的轴线安装精度的具体过程如下：

激光跟踪仪的设定模式为几何图形触发的点；令圆柱体或者椎体平整端面的圆形测量 对象，将多个靶球设置在平整端面的圆形圆周上，或者将靶球在平整端面的圆形圆周上移 动测量，利用激光跟踪仪a₁和a₂得到的点组合，进行圆形拟合，获得圆心；在圆柱体或者 椎体上平整端面的圆形的等高面的圆周上下附近移动靶球或者设置靶球，只有当激光跟踪 仪的目标点在等高面上时，该目标点才会被保留下来并显示在SpatialAnalyzer软件界面上， 采集得到的该等高面的圆周，将得到的点组合进行圆形拟合，获得圆心；

将两圆的圆心相连，两个圆心的连线即为待测的部组件的轴线，计算圆心连线与基准 坐标系对应坐标轴的夹角，从而判断待检测部组件的轴线安装精度。