[发明专利]一种航天器大尺度载荷安装面平面度在位调修系统

说明书

技术领域

本发明涉及机械制造技术领域，具体地，涉及一种航天器大尺度载荷安装面平面度在位调修系统。

背景技术

大型光学遥感卫星具备高成像质量、高精度保持能力、高可靠性等技术发展特征，这些技术特征均需要光学遥感载荷的对地指向精度来保证。卫星的光学遥感载荷的载荷安装面制造精度直接影响着有效载荷的指向精度，因此，其制造精度要求极为严苛。而大型光学遥感卫星的载荷安装面具有尺度大、弱刚性、载荷安装面各子阵面离散分布等特点，为载荷安装面的制造精度保证带来很大挑战。

采用传统的卫星大尺度载荷安装面平面度修整方式时，需要在每次加工完成后，采用激光跟踪仪进行载荷安装面平面度精度测量。工人需坐在液压车上，手持激光跟踪仪靶标球在被测表面上逐点移动测量，接触式测量中测量力易引起弱刚性结构的变形，自动化程度低；且平面精度测量与修整加工工序反复多次进行，工序总用时较长。

鉴于传统方法存在的缺点，本发明创新设计了一种航天器大尺度载荷安装面平面度在位调修系统，该系统实现了双目视觉测量技术与航天器大尺度载荷安装面平面度在位调修在同一台设备上的一体化集成，避免了以往调修工序中的人工辅助和人工干预，自动化程度高；避免了被测表面变形和划伤问题，重定位误差小，大尺度载荷安装面的平面度调修精度高、测量和调修效率高。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

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航天器大尺度载荷安装面平面度在位调修方法，解决了航天器大尺度载荷安装面平面精度调修中点接触测量力引起的被测表面变形和划伤、自动化程度低、人工辅助时间长、调修效率低等问题，适用于航天器大尺度载荷安装面高精度制造过程。

本发明提供的航天器大尺度载荷安装面平面度在位调修系统，包括：双目视觉测量装置、激光发射器、水泥立柱、隔振器、水泥底座、大型数控铣床、转接工装、测量控制计算机；所述大型数控铣床对安装面进行加工；所述水泥立柱固定于水泥底座，水泥立柱与水泥底座之间安装有隔振器；所述激光发射器固定于水泥立柱的另一端；所述双目视觉测量装置通过转接工装安装于大型数控铣床的数控盘铣刀；所述激光发射器发射激光并入射到双目视觉测量装置，双目视觉测量装置测量第一个载荷安装面的子阵面，并将测量结果输出到测量控制计算机；完成测量后，大型数控铣床带动双目视觉测量装置到下一位置，直至所有子阵面测量完成。

进一步，所述双目视觉测量装置包括双目视觉传感器、位置敏感器以及倾角传感器，所述双目视觉传感器包括2个相机和1个投影仪；三者按照一定的相对位置关系封装在双目视觉测量装置的机械壳体内部。

进一步，所述转接工装的材料牌号选择304L不锈钢，所述转接工装包括2块L型板、1块U型板、1块上侧板、1块底板；2块L型板通过螺栓与U型板固定连接；上侧板和底板分别通过螺栓与2块L型板固定连接。

进一步，所述双目视觉测量装置的机械壳体通过4个M10的螺栓紧固于所述转接工装的底板上；所述转接工装的U型板通过4个M16的螺栓紧固于所述大型数控铣床的滑枕上。

进一步，所述水泥立柱安置在大型数控铣床旁边距离载荷安装面0.4m的位置处。

进一步，所述测量控制计算机与大型数控铣床的数控系统终端之间采用以太网实现数据通信和控制连接；所述测量控制计算机与双目视觉传感器、测量控制计算机与位置敏感器、测量控制计算机与倾角传感器之间采用数据线缆连接，实现电信号的传输。

进一步，所述测量控制计算机采用如下方式控制测量过程：先由测量控制计算机向大型数控铣床发送运动指令，控制大型数控铣床运动，实现双目视觉传感装置的位姿变换；当运动到位后，大型数控铣床返回信息给测量控制计算机，测量控制计算机控制双目视觉传感器、位置敏感器分别对待测的单个载荷安装面子阵面、激光发射器发射的光平面开始进行测量；当测量完毕后，测量控制计算机再次向大型数控铣床发送运动指令，如此反复直到完成对所有载荷安装面子阵面的测量。

进一步，还包括：测量软件，所述测量软件包括数据采集功能模块、数据处理功能模块、结果输出功能模块；数据采集功能模块实现位置敏感器、倾角传感器和双目视觉传感器测量数据的采集；数据处理功能模块实现对双目视觉传感器数据的去噪和点云简化、完成所有数据的拼接及修正补偿、计算平面度及调修量；结果输出功能模块实现将测量得到的数据和计算的结果进行显示保存。

进一步，所述大型数控铣床根据测量软件计算得到的平面度及调修量，对大尺度载荷安装面进行加工调修。