[发明专利]一种天线反射器复材模具型面精度在位测量方法及系统有效

专利信息
申请号: 201910228118.2 申请日: 2019-03-25
公开(公告)号: CN110006339B 公开(公告)日: 2021-08-10
发明(设计)人: 赵婕;于望竹;蔡子慧;杨继之;倪爱晶;刘佳;郭庆;黄羚;王小瑞;杨纯 申请(专利权)人: 北京卫星制造厂有限公司
主分类号: G01B11/00 分类号: G01B11/00
代理公司: 中国航天科技专利中心 11009 代理人: 陈鹏
地址: 100190*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 天线 反射 器复材 模具 精度 在位 测量方法 系统
【权利要求书】:

1.一种天线反射器复材模具型面精度在位测量方法,其特征在于步骤如下:

(1)获取待测量复材模具制作用三维模型,并建立三维模型工件坐标系,工件坐标系的选取方法为:以待测量模具型面底面边缘确定的拟合圆圆心为原点O,模具型面底面为XOY平面,法线方向为Z1轴,在三维模型表面预设待测量点;

(2)根据步骤(1)预设待测量点确定六自由度机器人于工件坐标系内的测量路径,根据该测量路径中待测量点的坐标,沿每一个待测量点切平面的法线方向平移固定距离后获得机械臂末端靶球球心运动点,所述平移固定距离长度为靶球半径,利用所有靶球球心运动点获取靶球球心轨迹,所述靶球球心轨迹即为靶球测量路径;

(3)将待测量复材模具装配到位后,建立六自由度机器人基坐标系,基坐标系的选取方法为:利用机械臂末端靶球绕工业六自由度机器人A1轴旋转一周获取拟合圆C1,以工业六自由度机器人A2轴旋转一周获取拟合圆C2,以垂直拟合圆C1平面正方向作为Z2轴,以拟合圆C1与拟合圆C2交线为X2轴方向,以拟合圆C1圆心作为坐标原点,根据右手定则确定Y2轴,获取机器人基坐标系及工件坐标系的坐标转换矩阵,将步骤(2)所得测量路径转换为基坐标系下的靶球测量路径;

(4)根据步骤(3)所得基坐标系下六自由度机器人的靶球测量路径,调整工业六自由度机器人机械臂姿态进行模具型面在位测量,所述靶球于测量路径上的运动方向始终与待测量复材模具表面(4)相切,运动时靶球始终与复材模具接触,测量时利用工业六自由度机器人实现测点的高效自动采集,利用激光跟踪仪的高精度扫描测量特性,在靶球运动过程中实现实时采样,当测量频率较高时,实际测量点数量会大于等于靶球球心运动点;

(5)获取基坐标系下,沿六自由度机器人的靶球测量路径在位测量的实测点坐标,同时将工件坐标系下预设待测量点坐标转换至基坐标系靶球球心运动点,根据实测点坐标及基坐标系靶球球心运动点坐标计算型面精度;

(6)若型面精度不满足需求时,根据测量路径上所有实测点坐标及基坐标系靶球球心运动点坐标,选取局部修形区域及修形数据,进而指导研抛加工。

2.根据权利要求1所述的一种天线反射器复材模具型面精度在位测量方法,其特征在于:所述工业六自由度机器人机械臂姿态调整通过下述方式实现:

根据靶球测量路径,基于机器人DH运动学模型进行逆解算将靶球测量路径通过机器人逆运动算法解算六自由度机器人各个关节于各个测量点间移动所需的转动角度,进行测量过程中的工业六自由度机器人机械臂姿态调整。

3.根据权利要求1所述的一种天线反射器复材模具型面精度在位测量方法,其特征在于:

所述步骤(3)中机器人基坐标系及工件坐标系的坐标转换矩阵T为:

式中,θ为坐标间旋转角,(a,b,c)为转换基准旋转轴,(t1,t2,t3)为转换所需平移向量。

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