[发明专利]大尺寸构件复合式精度测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业测量技术领域，具体地，涉及一种大尺寸构件复合式精度测量方法。

背景技术

航天器大尺寸工件的空间坐标测量主要采用的测量手段有接触式和非接触式两种。接触式测量设备以在线检测修整设备或三坐标为代表；非接触式测量则以光学电子经纬仪为代表。但是这两种测量设备在各自独立工作时，由于设备自身固有功能的限制都存在着某些无法避免的缺点：

（1）接触式测量方法

以在线检测修整设备或三坐标为代表，优点在于测量范围大、通用性强、可根据测量结果实时生成数控加工程序进行工件修正，但存在以下缺点：

由于测头的位置限制，特殊构型的工件型面如孔、洞等无法实施测量；

测量臂受加工轴尺寸限制以及空间结构的机械干涉，无法实施对桁架内部或平台舱内部结构的测量。

（2）非接触式测量方法

以光学电子经纬仪为代表，优点在于测量精度高、测量方位角度灵活，可对桁架或平台舱内部实施测量，但存在以下缺点：

受经纬仪交汇测量原理的限制，被测物测点位置必须粘贴靶标或棱镜；

测空间距离尺寸精度不如在线检测修正设备或三坐标；

无法根据测量结果实时地对工件加工修正。

鉴于以上现实问题，必须将目前接触式和非接触式测量方法进行复合，最大程度地发挥各自技术优势，取长补短，以获取被测工件更为全面准确的精度数据，这对于确保今后大型平台卫星的精度测量具有重要的意义。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种大尺寸构件复合式精度测量方法。

本发明涉及卫星大尺寸复合式精度测量系统，包括经纬仪测量装置、在线检测修整设备、高精度基准靶标球以及复合测量系统专用软件等。

本发明所要解决的技术问题是接触式测量装置，以三坐标为代表和非接触测量装置，以经纬仪为代表独立工作，无法满足测量要求。而本发明针对该问题提出一种大尺寸复合式精度测量构建方法，本发明能够发挥各测量系统技术优势，取长补短，解决卫星壳体装配、桁架装配以及大型结构件装配等过程的精度测量的问题。

根据本发明的一个方面，提供的大尺寸构件复合式精度测量方法，包括如下步骤：

步骤1：建立经纬仪测量系统；

步骤2：建立在线检测修整设备测量系统；

步骤3：分别使用经纬仪测量系统和在线检测修整设备测量系统对公共基准球进行测量获得测量数据；

步骤4：根据测量数据将经纬仪测量系统的经纬仪测量坐标系和在线检测修整设备测量系统的机床测量坐标系转化统一到一个坐标系。

优选地，所述步骤1包括如下步骤：

步骤1.1：将多台经纬仪精密调平；

步骤1.2：进行经纬仪内觇标双面互瞄，以消除经纬仪的轴系误差和内觇标的安装误差；

步骤1.3：使用两台以上经纬仪测量基准尺，进行盘左和盘右观测。

优选地，步骤4之后还包括如下步骤：

步骤5：将经纬仪测量系统和在线检测修整设备测量系统与主控制器相连以构成复合测量系统；

步骤6：使用复合测量系统对被测物的坐标进行测量。

优选地，在线检测修整设备测量系统包括机床数据传输器、机床控制器，所述步骤2包括如下步骤：

步骤2.1：将机床数据传输器的两端分别连接在主控制器和机床控制器上；

步骤2.2：通过USB接口将机床控制器的测量数据传输到主控制器。

优选地，在步骤3中包括如下步骤：

步骤3.1：在经纬仪测量坐标系中测量公共基准球的经纬坐标；

步骤3.2：在机床测量坐标系中测量公共基准球的机床坐标。

优选地，步骤3.1包括如下步骤：

步骤3.1.1：将单点坐标测量的模式设置为圆心测量模式；

步骤3.1.2：使用一台经纬仪的第四象限的十字丝切准公共基准球的左上边缘，记录水平角度值和天顶距分别为(Hz₁₁，V₁₁)；

步骤3.1.3：再次将该台经纬仪的第二象限切准公共基准球的右下边缘，记录水平角度值和天顶距分别为(Hz₁₂，V₁₂)；

步骤3.1.4：计算过公共基准球球心的角度值和天顶距分别为（Hz₁，V₁），具体为，Hz₁=(Hz₁₁+Hz₁₂)/2