【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及了一种齿套零件轴线位姿调整方法，涉及齿套零件装配测量，具体涉及一种基于电涡流测距的直升机齿套零件轴线位姿调整方法。
技术介绍
1、直升机升力系统装配主要涉及主减速器、自动倾斜器和主桨毂三大部件的对接装配，其中主桨毂内腔中间段与主减速器轴之间依靠渐开线花键啮合连接，配合精度较高。目前的装配模式是工人通过行车吊起主桨毂，反复观察后再推动其与主减速器轴的对接，吊装入位的过程难以精准控制部件运动，容易损伤零件且装配效率低。
2、近年来，随着飞机自动化装配相关技术的快速发展，国内外科研人员研制了先进的调姿定位机构，满足航空航天领域的现代化生产要求。而在升力系统自动化对接装配过程中，简单通过夹具夹持或工装定位的方式无法保证主桨毂装配时的位姿精度要求，往往还需要通过高精度的测量方法获取待装配零件的位姿信息，用于指导调姿机构进行位姿调整。
3、目前国内相关研究在一定程度上满足了飞机自动化装配过程中的位姿测量要求，如论文《大型飞机装配中的高精度测量技术研究进展》中提到了一种飞机装配大空间测量场高精度测量方法，其测量原理是通过如激光跟踪仪、igps(室内gps)的先进数字化测量设备，测量目标零件上安装的靶标，得到飞机设计坐标系下多个点的空间位置信息，进而解算出飞机装配的空间位姿信息，该方法需要在零件表面的合适位置安装测量靶标，且需要保持测量设备和靶标之间的光路畅通。由于主桨毂缺少外部基准参照且存在遮挡的情况，导致此类利用靶标的测量方法不适用。如公开号为cn112815850a，名称为《一种圆柱体位姿测量方法及装
4、电涡流位移传感器具有微米级的测量精度、测量精度不受被测表面润滑脂等影响和非接触测量的特点，然而电涡流位移传感器一般用于平面或近似平面的金属导体测量时，通常能够保持很好的测量精度。而升力系统中齿套零件的待测特征是大曲率的内圆弧面，同时零件的初始姿态倾斜，导致电涡流传感器伸入零件内部进行回转扫描时，其探头的轴线相对内圆弧面轮廓被测点的法线矢量存在偏移，以上因素都会不同程度地制约电涡流测量的精度。为保证能够精准可靠的对主桨毂内部的内圆弧面特征进行测量，如何在补偿传感器测量误差后精准提取轮廓信息，并快速解算出零件的装配位姿也就变得尤为重要。
技术实现思路
1、为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术所提供一种基于电涡流测距的直升机齿套零件轴线位姿调整方法。本专利技术所要解决的技术问题是校正电涡流位移传感器探头相对内圆弧面特征发生偏移时的测量误差，精准提取油脂覆盖下的内圆弧面特征轮廓，解算出齿套零件的轴线位姿，本专利技术方法能够保证测量精度的同时提高测量效率。
2、本专利技术采用的技术方案是：
3、本专利技术的基于电涡流测距的直升机齿套零件装配位姿调整方法，包括：
4、步骤1)搭建包括电涡流位移传感器的齿套零件位姿测量系统并建立测量坐标系。
5、步骤2)在测量坐标系下，在齿套零件位姿测量系统的电涡流位移传感器进行直升机的齿套零件的内圆弧面特征测量时进行测量误差校正，进而建立电涡流校正模型。
6、步骤3)使用齿套零件位姿测量系统的电涡流位移传感器对齿套零件上的被测点进行回转扫描测量，进而获得被测点的测量距离和偏移量，将被测点的测量距离和偏移量输入电涡流校正模型进行处理后获得被测点的真实提离距离，根据电涡流位移传感器的回转半径、齿套零件上的各个被测点之间的等间隔角度以及被测点的真实提离距离确定被测点在测量坐标系中的坐标。
7、步骤4)使用电涡流位移传感器对齿套零件进行粗测，根据被测点在测量坐标系中的坐标获取齿套零件的轴线倾斜角度信息，进而获得齿套零件在粗测阶段的位姿信息。
8、步骤5)根据齿套零件在粗测阶段的位姿信息以及目标装配位姿，使用调姿设备粗略调整电涡流位移传感器的回转轴线与齿套零件的轴线之间的相对位姿，使得齿套零件的位姿调整至接近目标装配位姿。
9、步骤6)使用电涡流位移传感器对粗略调整后的齿套零件进行精测，从而获得齿套零件的两处内圆弧面的椭圆截面轮廓在测量坐标系中的圆心坐标。
10、步骤7)根据齿套零件的两处内圆弧面的椭圆截面轮廓的圆心坐标解算出齿套零件的轴线的空间位姿，最终将齿套零件的轴线的空间位姿调整至目标装配位姿，完成齿套零件的装配位姿调整。
11、所述的步骤1)中，齿套零件位姿测量系统还包括运动控制机构和悬臂工装，运动控制机构至少具备4个自由度，包括空间直角坐标方向的3个平动自由度和绕竖直方向的回转自由度，运动控制机构的末端法兰与悬臂工装相连接，末端法兰上开设有一个定位销孔；悬臂工装包括横梁和纵梁，运动控制机构的末端法兰连接至横梁的一端的上表面，末端法兰的径向平行于横梁的长度方向，横梁的下表面设有沿自身长度方向的滑槽，纵梁的顶端滑动安装在横梁的滑槽中，纵梁沿着滑槽移动进而调整纵梁和末端法兰之间的悬臂长度；纵梁上设有防止弯曲变形的加强筋，纵梁的底端开设有用于安装电涡流位移传感器的通孔，电涡流位移传感器包括传感器探头、传感器连接线缆和传感器固定螺母，传感器探头通过传感器固定螺母安装在纵梁的通孔中，传感器探头通过传感器连接线缆连接至外部的传感器处理装置，传感器探头的朝向平行于横梁的长度方向；末端法兰上的定位销孔的中心对称点至传感器探头的头部之间的直线距离作为电涡流位移传感器的回转半径r。
12、齿套零件位姿测量系统的测量坐标系以运动控制机构的基座底面中心作为原点o，以电涡流位移传感器安装后沿着其轴线的测量方向为x轴，以竖直向上的方向为z轴，建立右手直角坐标系o-xyz。
13、所述的步骤2)具体如下：
14、步骤2.1)通过运动控制机构带动电涡流位移传感器移动至齿套零件中，齿套零件的内表面中以等间隔角度设有若干被测点；将电涡流位移传感器的传感器探头进行对中处理，通过运动控制机构带动传感器探头在齿套零件中沿测量坐标系的x轴和y轴步进移动，确定电涡流位移传感器的量程，使得电涡流位移传感器在移动时均位于量程范围内，同时将传感器探头的轴线与当前测量的被测点的法线矢量重合。
15、步骤2.2)采用电涡流位移传感器测量齿套零件的内圆弧面特征，改变传感器探头相对被测点在平面xoy中的提离距离h和偏移量δ，提离距离即传感器探头表面相对被测点的真实距离，此时由于曲面和偏移的影响，传感器探本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于电涡流测距的直升机齿套零件装配位姿调整方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于电涡流测距的直升机齿套零件装配位姿调整方法，其特征在于：所述的步骤1)中，齿套零件位姿测量系统还包括运动控制机构(1)和悬臂工装(2)，运动控制机构(1)至少具备4个自由度，包括空间直角坐标方向的3个平动自由度和绕竖直方向的回转自由度，运动控制机构(1)的末端法兰与悬臂工装(2)相连接，末端法兰上开设有一个定位销孔；悬臂工装(2)包括横梁(21)和纵梁(22)，运动控制机构(1)的末端法兰连接至横梁(21)的一端的上表面，末端法兰的径向平行于横梁(21)的长度方向，横梁(21)的下表面设有沿自身长度方向的滑槽，纵梁(22)的顶端滑动安装在横梁(21)的滑槽中，纵梁(22)沿着滑槽移动；纵梁(22)上设有防止弯曲变形的加强筋，纵梁(22)的底端开设有用于安装电涡流位移传感器(3)的通孔，电涡流位移传感器(3)包括传感器探头(31)、传感器连接线缆(32)和传感器固定螺母(33)，传感器探头(31)通过传感器固定螺母(33)安装在纵梁(22)的通孔中，传感器探头(31)
3.根据权利要求2所述的基于电涡流测距的直升机齿套零件装配位姿调整方法，其特征在于：所述的步骤2)具体如下：
4.根据权利要求3所述的基于电涡流测距的直升机齿套零件装配位姿调整方法，其特征在于：所述的步骤2.5)中，电涡流校正模型具体如下：
5.根据权利要求2所述的基于电涡流测距的直升机齿套零件装配位姿调整方法，其特征在于：所述的步骤3)具体为，在齿套零件(4)的轴线位姿测量中，通过运动控制机构(1)带动传感器探头(31)进行回转扫描，同步获取传感器探头(31)的测量数据，包括传感器探头(31)的测量距离H以及相对被测点在平面XOY中的偏移量δ，将传感器探头(31)的测量数输入电涡流校正模型中进行处理，电涡流校正模型处理后输出传感器探头(31)相对被测点在平面XOY中的真实提离距离h；根据传感器探头(31)相对被测点在平面XOY中的真实提离距离h、传感器探头(31)的回转半径r和各个被测点之间的等间隔角度θ，确定被测点在测量坐标系中的坐标，具体如下：
6.根据权利要求2所述的基于电涡流测距的直升机齿套零件装配位姿调整方法，其特征在于：所述的步骤4)具体如下：
7.根据权利要求2所述的基于电涡流测距的直升机齿套零件装配位姿调整方法，其特征在于：所述的步骤6)具体为，使用电涡流位移传感器(3)的传感器探头(31)沿着竖直回转轴线方向移动，选取齿套零件(4)中的上下两处的内圆弧面与平面XOY平行的椭圆截面轮廓，对每个椭圆截面轮廓进行椭圆最小二乘拟合，得到每个椭圆截面轮廓的圆心位置，对每个椭圆截面轮廓的圆心添加其所在截面的Z坐标，得到两个椭圆截面轮廓的圆心的空间坐标C1＝(x11，y11，z11)和C2＝(x22，y22，z22)，其中，x11、y11和z11分别为第一个椭圆截面轮廓的圆心在测量坐标系中的X、Y和Z轴坐标，x22、y22和z22分别为第二个椭圆截面轮廓的圆心在测量坐标系中的X、Y和Z轴坐标。
8.根据权利要求2所述的基于电涡流测距的直升机齿套零件装配位姿调整方法，其特征在于：所述的步骤7)具体为，根据齿套零件(4)的两处内圆弧面的椭圆截面轮廓的圆心坐标，确定齿套零件(4)的轴线的空间方程如下：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：相互耦接的存储器和处理器，其中，所述存储器存储有程序数据，所述处理器调用所述程序数据以执行如权利要求1-8中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序数据，其特征在于，所述程序数据被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于电涡流测距的直升机齿套零件装配位姿调整方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于电涡流测距的直升机齿套零件装配位姿调整方法，其特征在于：所述的步骤1)中，齿套零件位姿测量系统还包括运动控制机构(1)和悬臂工装(2)，运动控制机构(1)至少具备4个自由度，包括空间直角坐标方向的3个平动自由度和绕竖直方向的回转自由度，运动控制机构(1)的末端法兰与悬臂工装(2)相连接，末端法兰上开设有一个定位销孔；悬臂工装(2)包括横梁(21)和纵梁(22)，运动控制机构(1)的末端法兰连接至横梁(21)的一端的上表面，末端法兰的径向平行于横梁(21)的长度方向，横梁(21)的下表面设有沿自身长度方向的滑槽，纵梁(22)的顶端滑动安装在横梁(21)的滑槽中，纵梁(22)沿着滑槽移动；纵梁(22)上设有防止弯曲变形的加强筋，纵梁(22)的底端开设有用于安装电涡流位移传感器(3)的通孔，电涡流位移传感器(3)包括传感器探头(31)、传感器连接线缆(32)和传感器固定螺母(33)，传感器探头(31)通过传感器固定螺母(33)安装在纵梁(22)的通孔中，传感器探头(31)通过传感器连接线缆(32)连接至外部的传感器处理装置，传感器探头(31)的朝向平行于横梁(21)的长度方向；末端法兰上的定位销孔的中心对称点至传感器探头(31)的头部之间的直线距离作为电涡流位移传感器(3)的回转半径r；
3.根据权利要求2所述的基于电涡流测距的直升机齿套零件装配位姿调整方法，其特征在于：所述的步骤2)具体如下：
4.根据权利要求3所述的基于电涡流测距的直升机齿套零件装配位姿调整方法，其特征在于：所述的步骤2.5)中，电涡流校正模型具体如下：
5.根据权利要求2所述的基于电涡流测距的直升机齿套零件装配位姿调整方法，其特征在于：所述的步骤3)具体为，在齿套零件(4)的轴线位姿测量中，通过运动控制机构(1)带动传感器探头(31)进行回转扫描，同步获取传感器探头(31)的...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏燕定，李镇耀，臧彦青，王丽斌，傅泽宇，方强，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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