[发明专利]一种航天器大尺度载荷安装面平面度在位调修方法

摘要

本发明提供一种航天器大尺度载荷安装面平面度在位调修方法，包括：步骤1：采用大型数控铣床对航天器大尺度载荷安装面进行粗加工；步骤2：搭建大尺度载荷安装面平面度在位调修系统；步骤3：进行测量前准备工作；步骤4：对大尺度载荷安装面平面度进行精度测量；步骤5：设置载荷安装面半精加工参数，执行半精调修工序；步骤6：重复进行步骤4；步骤7：设置载荷安装面精加工参数，执行精调修工序；步骤8：重复进行步骤6~步骤7；直至大尺度载荷安装面平面度满足图纸设计要求。

主权项

1.一种航天器大尺度载荷安装面平面度在位调修方法,其特征在于,包括:/n步骤1:采用大型数控铣床对航天器大尺度载荷安装面进行粗加工;其中，粗加工参数设置方法为:刀具选用φ80的硬质合金盘铣刀;主轴转速设置在600-800 r/min之间;切削深度设置为1.5mm;切削宽度设置为80mm;每齿进给量设置为0.3mm；/n步骤2:搭建大尺度载荷安装面平面度在位调修系统; 所述步骤2包括以下步骤:步骤2.1:将双目视觉传感器、位置敏感器以及倾角传感器按照预设的相对位置关系封装于机械壳体内部,构成双目视觉测量装置;步骤2.2:在地面完成双目视觉测量装置中的倾角传感器校准、双目视觉传感器内参标定;步骤2.3:完成标定后,将双目视觉测量装置通过机床转接工装连接到大型数控铣床的主轴上;步骤2.4:完成测量控制计算机与机床数控系统之间的以太网连接、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的电连接,并完成传输信号测试;步骤2.5:将与待测量载荷安装面高度相适应的水泥立柱竖立在机床旁边距离载荷安装面0.4m的位置处,将激光发射器放置在立柱顶部;然后调整激光发射器发射的光平面高度,使位置敏感器读数在-10-10mm之间,且靠近0mm；/n步骤3:进行测量前准备工作; 所述步骤3包括以下步骤:步骤3.1:进行双目视觉传感器外参标定和坐标系转换的旋转矩阵标定;步骤3.2:对被测大尺度载荷安装面的各离散子阵面位置进行测量路径规划,将待测位置信息以及传感器标定参数输入测量软件中;步骤3.3:根据上一步规划的载荷安装面各离散子阵面的位置信息和测量路径,编制机床数控程序；/n步骤4:对大尺度载荷安装面平面度进行精度测量; 所述步骤4包括以下步骤:步骤4.1:执行机床数控程序,驱动机床带动双目视觉传感器移动到第一个待测位置,对第一个载荷安装面的子阵面进行测量,同时通过与其固定连接的位置敏感器得到双目视觉传感器相对激光发射器发射的光平面的偏移量,以此对双目视觉传感器的测量结果进行修正;完成测量数据采集后,机床带动双目视觉测量装置到下一位置,进行下一个载荷安装面的子阵面的测量和数据采集,依次直到所有子阵面完成测量;步骤4.2:在测量软件中进行测量数据处理,对采集的点云数据进行去噪、拼接、简化;步骤4.3:应用最小包围区域法对由各离散子阵面组成的大尺度载荷安装面平面度进行评定;并根据平面度设计值,计算下一次调修工序中各子阵面的加工余量；/n步骤5:设置载荷安装面半精加工参数,执行半精调修工序;其中，步骤5具体包括：/n步骤5.1:针对分布于变形关键区域的载荷安装面子阵面,按如下方式设置半精调修工序加工参数:依据上一步在线测量得到子阵面的半精加工余量,以0.02 mm/次的切削深度进行多次走刀分层加工,实现变形控制;其余加工参数同步骤1;/n步骤5.2:针对分布于非变形关键区域的载荷安装面子阵面,按如下方式设置半精调修工序加工参数:以上一步在线测量得到的各子阵面半精加工余量作为切削深度进行一次加工,确保加工效率;其余加工参数同步骤1；/n步骤6:重复进行步骤4;/n步骤7:设置载荷安装面精加工参数,执行精调修工序;其中，步骤7具体包括：/n步骤7.1:针对分布于变形关键区域的载荷安装面子阵面,按如下方式设置精调修工序加工参数:依据上一步在线测量得到子阵面的精加工余量,以0.1 mm/次的切削深度进行多次走刀分层加工,实现变形控制;其余加工参数同步骤1;/n步骤7.2:针对分布于非变形关键区域的载荷安装面子阵面,按如下方式设置精调修工序加工参数:以上一步在线测量得到的各子阵面精加工余量作为切削深度进行一次加工,确保加工效率;其余加工参数同步骤1；/n步骤8:重复进行步骤6、步骤7;直至大尺度载荷安装面平面度满足图纸设计要求；/n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;激光发射器旋转，发射的光平面作为参考平面；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主轴;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;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。/n