一种基于激光测量的多基板拼合检测方法

标题：一种基于激光测量的多基板拼合检测方法

摘要：本发明属于测试技术领域，具体是一种基于激光测量的多基板拼合检测方法。本发明将平面度拼合检测方法由传统的模拟量检测改进成为激光指导下的数字化检测；通过激光跟踪仪应用处理机直观显示调整量；调整量给出方式直接、实时、准确；基板上的测量点位置任意；靶标球测量运动轨迹任意；靶标球与基板平面接触面积小，采点数量大，比使用传统方法更能全面、真实、准确地反映拼合基面平面度；能够方便地进行坐标系平移和旋转，将坐标原点准确定义至测量范围内的空间任何位置；根本解决了多块基板组成共平面，特别是任意倾斜角度、大平面的拼合检测问题。本发明简化了操作步骤，测量效率提高了近2倍，测量精度提高了3倍以上。

申请号：CN201310196157.1

申请日：2013/5/23

申请人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所

首项权利要求：一种基于激光测量的多基板拼合检测方法，采用激光跟踪仪〔1〕进行由已预先制有定位孔的多块基板组成的共平面，特别是任意倾斜角度、大平面的拼合检测，其特征在于，包括以下步骤： 1)、架设激光跟踪仪：选定测量站位，将实施现场校准后的激光跟踪仪稳固架设于站位处，使其发出的激光束能无遮挡地投射到被测部位；跟踪仪码盘水平偏摆、俯仰角度尽可能小，偏摆角不超过±90°, 俯仰角不超过±45°； 2)、获取理论坐标：将共平面上的所有基板及定位孔编号，使用CATIA软件在数模上获取带有偏置量的理论坐标，将理论坐标制成“X Y Z”格式的且与基板及定位孔编号一一对应的列表，然后将列表导入激光跟踪仪应用处理机； 3)、选择靶标球：根据基板拼合公差和测量距离选择靶标球，若公差小于±0.10mm或测量距离10m以上，则选择使用CCR型靶标球，若公差大于±0.20mm或测量距离小10m，则首选TBR型靶标球； 4)、单块基板准备：先测量单块基板上的定位孔，建立单块基板检测坐标系，定义Z轴与基板平面法向重合，以基板四周为界“米”字形轨迹运动靶标球体，观测Z坐标变化，检测定位孔孔距、孔距边界尺寸； 5)、基板安装支撑架检测：对时效处理后的基板安装支撑架进行检测，调整使其满足安装要求并与地基相连接； 6)、建立安装坐标系：在安装区域内或基板上选取三个水平基准点，其中两个水平基准点的连线与共平面走向平行，建立激光跟踪仪水平坐标系，通过激光跟踪仪水平坐标系的旋转与平移，将坐标原点移至共平面上的预定理论点，Z坐标轴与共平面法线重合； 7)、设置ERS点：在坚固的地面、墙壁、支撑架上的合适立体空间位置埋设若干ERS点； 8)、首块基板定位：尽量吊装并夹持基板至预定理论点，在安装坐标系下，将靶标球置于被测表面，在基板全范围内，任意轨迹推动靶标球，动态扫描观测基板平面法线方向Z坐标的变化，通过Z坐标的变化量判断调整方向和调整量，在基板安装支撑架现场制孔，使用螺栓将基板固定于基板安装支撑架上，松开夹持夹具，重新检测至符合公差要求； 9)、最终检测：通过ERS点反求坐标系，动态显示平面法向坐标值Z；出现 超差点时进行标记，并去除超差点后再次检测，直至平面度符合公差要求； 10)、平面度评定：采用最小二乘法拟合平面进行平面度评定。

专利类型：发明申请