[发明专利]一种基于箭体实物的复杂结构管路精准建模方法

说明书

本发明提供了一种基于箭体实物的复杂结构管路精准建模方法，利用扫描设备获取箭体的箱体实物点云模型，以该点云模型为边界结合导管走向和弯管工艺创建导管模型。本发明所述的基于箭体实物的复杂结构管路精准建模方法解决了传统运载火箭取样导管目视、手掰加工不准确问题。

技术领域

本发明属于运载火箭技术领域，尤其是涉及一种基于箭体实物的复杂结构管路精准建模方法。

背景技术

导管是运载火箭的“血管”，起燃料输送、阀门控制、气体排放等作用。部分导管安装于箭体的箱底上，箱底是由多个瓜瓣拼焊组成，受焊接变形影响各箱底尺寸均有一定偏差，这便直接导致安装在箱底上的导管无法参照理论模型生产，须在箱底上根据实际导管安装条件生产——导管取样制造。

当前运载火箭导管取样制造方式有两种，一种是在箭上手工弯制铝丝模拟导管走向，箭下再按铝丝弯曲导管，再回箭上试装；另一种是在箭上激光扫描导管安装条件的空间位置，箭下利用机器人复现箭上导管安装条件，在机器人上手工弯制铝丝模拟导管走向，机器人下再按铝丝弯曲导管，不需回箭上试装。

无论是在箭上直接手工铝丝取样，还是在机器人上间接手工铝丝取样，均仍是手工加工。手工铝丝取样制造精度低，易造成后续导管安装不合适，需反复锉修、试装，甚至报废重投，无法保证取样导管按时交付，严重影响了整箭总装进度。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种基于箭体实物的复杂结构管路精准建模方法，利用扫描设备和设计软件，在计算机里进行导管取样，采用“数字铝丝”代替传统“手工铝丝”，保证导管走向准确性，减少后续导管箭上试装、锉修次数，保证取样导管交付节点。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于箭体实物的复杂结构管路精准建模方法，利用扫描设备获取箭体的箱体实物点云模型，以该点云模型为边界结合导管走向和弯管工艺创建导管模型。

进一步的，具体方法如下：

S1、利用激光扫描设备扫描箭体的箱底，获取含导管安装条件的箭体点云模型；

S2、基于步骤S1中的箭体点云模型创建导管模型；

S3、将导管模型导入数控弯管机，加工形成导管；

S4、利用扫描设备对导管进行扫描获取该导管的点云模型，将该点云模型与步骤S2中的导管模型进行对比，合格则进行试装；反之淘汰。

进一步的，所述步骤S1中还包括对箭体点云模型创建过程中的校验的过程，具体如下：

一方面采用软件从点云模型中测量最远两安装条件间距离，另一方面采用激光跟踪仪同样测量该距离，将两数值进行比较，差值小于扫描仪测量误差范围视为合格，否则则认为不合格，重新创建。

进一步的，所述步骤S2中，创建导管模型的方法如下：

利用箭体点云模型数据先创建关键点，将各关键点连接成线段，以导管弯曲半径对线段倒圆角获得中心线，再以导管内外径尺寸构建圆环，圆环沿中心线扫略实现导管模型的建立。

进一步的，所述步骤S3中，需要将导管模型转化为igs格式导入数控弯管机加工。

一种Y字型管路精准建模方法，由权利要求1至权利要求4任一所述的建模方法创建得到。

相对于现有技术，本发明所述的基于箭体实物的复杂结构管路精准建模方法具有以下优势：