[发明专利]一种大型装备制造工程系统件数字化定位系统及方法

说明书

本发明公开了一种大型装备制造工程系统件数字化定位系统，包括激光三维高精度测量设备、定位装置、定位装置标定杆、计算机，激光三维高精度测量设备设有合作目标；数据传输处理器分别与激光三维高精度测量设备、计算机、合作目标进行数据连接。同时公开了一种大型装备制造工程系统件数字化定位系统的定位方法：使用激光三维高精度测量设备，搭建三维高精度测量网络，并进行精度校准；将定位装置标定杆安装至合作目标，在三维高精度测量网络内对定位装置进行校准；将定位装置标定杆更换为定位装置，安装至合作目标；在三维高精度测量网络内移动固连在一起的定位装置与合作目标，当定位装置移动到系统件定位孔位置时，进行定位、打点工作。

技术领域

本发明涉及一种大型装备制造工程系统件数字化定位系统及方法，应用于航空、航天飞行器和船舶等大型装备制造工程中系统件的安装和定位，利用高精度激光三坐标测量设备配合打点定位装置，实现大型设备系统件的高精度定位，属于装备制造领域。

背景技术

本发明涉及的系统件主要为：在飞行器和船舶等大型装备的部件装配或总装配中包括的一些零部件及一些小型工艺件，如用于安装管路、线缆、千斤顶支座、校靶组件等的小型紧固件、结构件等。这些系统件遍布于大型装备的液压、液冷、燃油和报警等系统中。

在飞行器、轮船等大型装备的液压、液冷、燃油及报警等系统中，均布满了对整机性能起着至关重要作用的连接线缆和管路，线缆和管路的装配均通过系统件实现，而针对线缆和管路的制造装配方法为：首先对各线缆和管路的系统件进行定位，然后根据该系统件的位置对相应线缆和管路进行铺设。如果系统件的定位存在误差，将直接影响线缆和管路与系统件的配合精度，造成线缆不均匀受力或无法铺设、管路发生变形和破裂等现象，对线缆和管路的使用寿命产生严重影响，从而影响装备的稳定性。

针对系统件的传统定位方法主要为：划线定位法和钻模定位法，如图1所示，代表划线定位方法。首先，确定相对基准1和相对基准2，然后使用钢板尺3和划线笔，在距离相对基准1的距离为X处绘制直线A，在距离相对基准2的距离为Y处绘制直线B，两直线的交点即为系统件定位孔的位置；如图2所示，代表钻模定位方法，将专用定位模具4的定位面分别与相对基准1和相对基准2接触，然后运用手钻在专用定位模具4上的定位通孔，完成系统件的钻孔定位。

然而，采用以上两种定位方法存在以下不足：

一、划线定位方法精度低，要求操作人员具有较高的专业技能，操作人员需要通过阅读图纸，并进行基准转换，才能完成划线定位，如果系统件的定位信息发生更改，则需要操作人员重新翻阅图纸；

二、钻模定位方法虽然精度较高，但每个系统件都需要制作专用的模具，成本较高，且通用性不好，对操作人员的专业技能要求并未减小，如果发生系统件定位信息的更改，则相应的模具也需要随之更改；

三、两种定位方法均采用的相对基准进行系统件的定位，对所选择的基准的加工制造精度要求较高，如果相对基准的制造精度存在误差，同时也会引起系统件的定位存在误差。

发明内容

为了实现大型装备制造过程中对管路和线缆系统件的三维高精度安装定位，并且尽可能减少操作人员的专业技术要求，降低所选相对基准的加工制造精度，我们发明了一种配合三维高精度测量设备使用的大型装备制造工程系统件数字化定位系统。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

一种大型装备制造工程系统件数字化定位方法，其使用的定位系统包括激光三维高精度测量设备、定位装置、定位装置标定杆、计算机，激光三维高精度测量设备设有合作目标；数据传输处理器分别与激光三维高精度测量设备、计算机、合作目标进行数据连接；定位装置包括定位装置外套、内滑块、复位弹簧、触发装置和内轴，内轴与内滑块紧密连接，内滑块前端与定位装置外套之间设置复位弹簧，触发装置穿过定位装置外套与内滑块卡接，定位装置外套前端设有孔，内轴前端顶尖可从定位装置外套前端孔中伸出；

所述定位方法包括以下步骤：