[发明专利]大型部件自动对接装配方法及系统

说明书

一种大型部件自动对接装配方法及系统，通过首先标定伺服调姿定位器在负载条件下的伺服调姿定位器运动学参数，根据对接部件的测量数据建立对接部件的实际数模，通过比较对接部件的实际数模和其理想数模来修正或返工对接部件，之后，标定该对接部件的对接特征点和设置于支撑装置的支撑测量点的相对位置，将该对接部件安装到伺服调姿定位器上并确定其在全局参考坐标系中的位置，而后，采用最佳匹配算法规划对接部件的路径，并反解出伺服调姿定位器的各个轴的驱动量，最后，伺服调姿定位器移动对接部件完成对接装配，本发明减少了传递误差，避免了使用理想数模或对接特征点的不可测所造成的误差，从而保证了自动装配的质量和成功率。

技术领域

本发明涉及的是一种机械制造领域的技术，具体是一种大型部件自动对接装配方法及系统。

背景技术

伺服控制系统以及高精度测量设备应用于设备组装，使得大型部件即大尺寸部件逐渐采用自动装配技术，以取代传统的人工装配。但在装备及装配部件的生产及装配环节，会产生误差，并导致最终的装配结果出现偏差，仍需大量人工参与进行反复调整，无法充分发挥高精度伺服系统及测量装备的技术优势。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN103274055A，公开日为2013年09月04日，公开了一种基于室内GPS的飞机大部件无应力装配系统，数字化测量检验系统、数控执行系统和三维应力检测系统分别与自动控制系统进行数据信息传送，其中数字化测量检验系统包括室内GPS和激光跟踪仪，室内GPS接收器和激光跟踪仪靶球放置在飞机各机身上，数控执行系统包括3组至少11个定位器，11个定位器按3-4-4分组用于支撑前机身、中机身和后机身，三维应力检测系统位于定位器上。但该技术在进行飞机对接时，使用的是各个部件的设计参数，没有考虑对接装配部件和定位器本身在加工和装配过程中的误差。使用该装配系统过程中，需要多次重复对接操作以及人工参与，甚至，当实际部件的参数与其设计参数相差较大时，导致无法顺利装配。

中国专利文献CN102001451A，公开日为2011年04月06日，公开了一种基于四个数控定位器、调姿平台和移动托架的飞机部件调姿、对接系统及方法，该系统包括；移动托架、调姿平台、数控定位器、数控定位器组导轨、上位机、球铰连接和激光跟踪仪，调姿、对接步骤为:1)将移动托架固定到调姿平台并用数控定位器支撑；2)机身段入位；3)建立现场装配坐标系和固结在机身段上的局部坐标系；4)测量并计算机身段A的当前姿态；5)数控定位器运动路径规划；6)机身段A姿态调整；7)测量对接孔坐标并计算机身段B的目标位姿；8)计算机身段B的当前位姿；9}机身段B姿态调整；10)机身段对接；11)系统复位；12)撤离移动托架。该方法通过使用激光跟踪仪测量机身测量点及对接孔的坐标位置，计算对接目标位姿，但该技术忽略了机身与对接点相对于机身支撑装置和调姿动平台之间的位置误差，以及调姿定位器在该对接工作中的绝对定位精度问题。在获得对接目标位姿后，由于多个环节存在误差，需要进行重复对接操作才能达到目标位姿，当两段机身接近时，机身对接点的测量难度会增大，激光跟踪仪的测量光线会被阻挡。

中国专利文献CN105215669A，公开日为2016年01月06日，公开了一种用于对接待测物体的方法，其包括：ⅰ.确定待测物体上的测量点的分布，并且基于测量点的实测位置值与理论位置值构建与测量现场相关的测量坐标系；ⅱ.构建测量坐标系与待测物体的设计坐标系之间的转换关系；ⅲ.获取位姿测量点的位置信息和驱动测量点的位置信息，并基于转换关系确定与驱动测量点对应的驱动器将要运动的目标坐标；ⅳ.基于目标坐标驱动驱动器。但该技术在环节ⅲ中是将驱动测量点的测量数据向飞机设计坐标系中对应的参数进行匹配，进而得到驱动器需要的运动量，因此对接时仍然是将飞机部件向设计参数进行匹配，没有考虑到在实际装配过程中的偏差导致飞机部件的实际参数与设计参数无法完全匹配的问题，实际装配时无法一次性装配。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种大型部件自动对接装配方法及系统。

本发明是通过以下技术方案实现的：