[发明专利]封闭曲面构件全表面测量换向装夹定位系统及方法

权利要求书

1.一种封闭曲面构件全表面测量换向装夹定位系统，其特征在于，包括：

第一夹具与第二夹具，两者用于分别固定换向前和换向后的封闭曲面构件，两者结构相同且能够进行相对运动；

位姿检测单元，用于检测第一夹具、第二夹具以及封闭曲面构件的位置及姿态；

位姿调整单元，用于调整第一夹具与第二夹具的相对位置及姿态，其通过多轴联动，并借助夹具位姿检测单元获取的夹具位姿信息，将第一夹具与第二夹具调整为换向装夹位姿。

2.根据权利要求1所述的封闭曲面构件全表面测量换向装夹定位系统，其特征在于，所述第一夹具与第二夹具均为真空吸附夹具，第一夹具的端部具有第一吸附头，第二夹具的端部具有第二吸附头，两个吸附头分别连通不同的真空管路；当第一夹具与第二夹具处于换向装夹位姿时，第一吸附头与第二吸附头对封闭曲面构件的吸附位分别为第一吸附位及第二吸附位，两个吸附位不同区域且无重叠范围。

3.根据权利要求2所述的封闭曲面构件全表面测量换向装夹定位系统，其特征在于，所述第一吸附位与第二吸附位的中心连线经过封闭曲面构件的质心；所述第二吸附位为换向前封闭曲面构件面形测量起始位，所述第一吸附位为换向后封闭曲面构件面形测量的起始位。

4.根据权利要求1-3任一项所述的封闭曲面构件全表面测量换向装夹定位系统，其特征在于，所述位姿调整单元包括第一载物台、第二载物台及载物架，其中第一夹具设于第一载物台，第二夹具设于第二载物台，第一载物台与第二载物台能够进行相对运动，以调整第一夹具与第二夹具的相对位置及姿态。

5.根据权利要求4所述的封闭曲面构件全表面测量换向装夹定位系统，其特征在于，所述第二载物台包括Z轴滑座及滑动设置在Z轴滑座上的Z轴滑块，该Z轴滑块能够在Z轴滑座上沿Z轴方向往复滑动；Z轴滑块上固设有X轴滑座，X轴滑座上滑动设置有X轴滑块，该X轴滑块能够在X轴滑座上沿X轴方向往复滑动；X轴滑块上设有一B轴运动台，该B轴运动台能够绕B轴自转，且B轴垂直于X轴及Z轴，第二夹具设于B轴运动台。

6.根据权利要求5所述的封闭曲面构件全表面测量换向装夹定位系统，其特征在于，所述第一载物台包括Y轴运动台，Y轴运动台能够沿Y轴方向往复移动，Y轴运动台上设有C轴运动台，该C轴运动台能够绕C轴自转，且C轴平行于Z轴；第一夹具设于C轴运动台。

7.根据权利要求6所述的封闭曲面构件全表面测量换向装夹定位系统，其特征在于，所述位姿检测单元包括第一CCD相机、第二CCD相机、第一调平测头及第二调平测头；其中第一CCD相机及第二CCD相机均设置在载物架上，并分别位于封闭曲面构件的水平方向与垂直方向上；第一调平测头设于B轴运动台上，用于测量第一夹具的位姿，并与第二夹具间隔设置；第二调平测头设于载物架上，且其测量头指向B轴运动台，以测量第二夹具的位姿；

所述B轴运动台上还设有面形测头，所述面形测头的测量头及第一调平测头的测量头及第二夹具的吸附头均沿B轴运动台的径向指向外侧；

所述面形测头的测量头与第二夹具的吸附头背离设置，间隔180度；所述第一调平测头的测量头与面形测头的测量头及第二夹具的吸附头均间隔90度。

8.一种封闭曲面构件全表面测量换向装夹定位方法，其包括以下步骤：

步骤一，测量第一夹具位姿，并记录第一夹具位姿数据，该位姿数据包括位置数据及姿态数据，根据该位姿数据设定第二夹具的目标位姿数据；

步骤二，测量第二夹具位姿，并获取第二夹头实测位姿数据，该实测位姿数据包括位置数据和姿态数据；将该实测位姿数据与步骤一中的目标位姿数据进行比对，并确定调整方案；根据调整方案，通过第二载物台的多轴联动调整第二夹具位姿；调整后再测量再比对，若第二夹具位姿调整至目标位姿，则停止调整，若未调整至目标位姿，则继续调整、测量、比对，直至第二夹具调整至目标位姿；

步骤三，第二夹具调整至目标位姿后，第一夹具与第二夹具配合对封闭曲面构件进行换向装夹。