本發(fā)明涉及一種大型裝備制造工程系統(tǒng)件數(shù)字化定位系統(tǒng)及方法，應(yīng)用于航空、航天飛行器和船舶等大型裝備制造工程中系統(tǒng)件的安裝和定位，利用高精度激光三坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備配合打點(diǎn)定位裝置，實(shí)現(xiàn)大型設(shè)備系統(tǒng)件的高精度定位，屬于裝備制造領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

本發(fā)明涉及的系統(tǒng)件主要為：在飛行器和船舶等大型裝備的部件裝配或總裝配中包括的一些零部件及一些小型工藝件，如用于安裝管路、線纜、千斤頂支座、校靶組件等的小型緊固件、結(jié)構(gòu)件等。這些系統(tǒng)件遍布于大型裝備的液壓、液冷、燃油和報(bào)警等系統(tǒng)中。

在飛行器、輪船等大型裝備的液壓、液冷、燃油及報(bào)警等系統(tǒng)中，均布滿了對(duì)整機(jī)性能起著至關(guān)重要作用的連接線纜和管路，線纜和管路的裝配均通過系統(tǒng)件實(shí)現(xiàn)，而針對(duì)線纜和管路的制造裝配方法為：首先對(duì)各線纜和管路的系統(tǒng)件進(jìn)行定位，然后根據(jù)該系統(tǒng)件的位置對(duì)相應(yīng)線纜和管路進(jìn)行鋪設(shè)。如果系統(tǒng)件的定位存在誤差，將直接影響線纜和管路與系統(tǒng)件的配合精度，造成線纜不均勻受力或無法鋪設(shè)、管路發(fā)生變形和破裂等現(xiàn)象，對(duì)線纜和管路的使用壽命產(chǎn)生嚴(yán)重影響，從而影響裝備的穩(wěn)定性。

針對(duì)系統(tǒng)件的傳統(tǒng)定位方法主要為：劃線定位法和鉆模定位法，如圖1所示，代表劃線定位方法。首先，確定相對(duì)基準(zhǔn)1和相對(duì)基準(zhǔn)2，然后使用鋼板尺3和劃線筆，在距離相對(duì)基準(zhǔn)1的距離為x處繪制直線a，在距離相對(duì)基準(zhǔn)2的距離為y處繪制直線b，兩直線的交點(diǎn)即為系統(tǒng)件定位孔的位置；如圖2所示，代表鉆模定位方法，將專用定位模具4的定位面分別與相對(duì)基準(zhǔn)1和相對(duì)基準(zhǔn)2接觸，然后運(yùn)用手鉆在專用定位模具4上的定位通孔，完成系統(tǒng)件的鉆孔定位。

然而，采用以上兩種定位方法存在以下不足：

一、劃線定位方法精度低，要求操作人員具有較高的專業(yè)技能，操作人員需要通過閱讀圖紙，并進(jìn)行基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，才能完成劃線定位，如果系統(tǒng)件的定位信息發(fā)生更改，則需要操作人員重新翻閱圖紙；

二、鉆模定位方法雖然精度較高，但每個(gè)系統(tǒng)件都需要制作專用的模具，成本較高，且通用性不好，對(duì)操作人員的專業(yè)技能要求并未減小，如果發(fā)生系統(tǒng)件定位信息的更改，則相應(yīng)的模具也需要隨之更改；

三、兩種定位方法均采用的相對(duì)基準(zhǔn)進(jìn)行系統(tǒng)件的定位，對(duì)所選擇的基準(zhǔn)的加工制造精度要求較高，如果相對(duì)基準(zhǔn)的制造精度存在誤差，同時(shí)也會(huì)引起系統(tǒng)件的定位存在誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了實(shí)現(xiàn)大型裝備制造過程中對(duì)管路和線纜系統(tǒng)件的三維高精度安裝定位，并且盡可能減少操作人員的專業(yè)技術(shù)要求，降低所選相對(duì)基準(zhǔn)的加工制造精度，我們發(fā)明了一種配合三維高精度測(cè)量設(shè)備使用的大型裝備制造工程系統(tǒng)件數(shù)字化定位系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的是通過以下方案實(shí)現(xiàn)的：

一種大型裝備制造工程系統(tǒng)件數(shù)字化定位系統(tǒng)，包括激光三維高精度測(cè)量設(shè)備、定位裝置、定位裝置標(biāo)定桿、計(jì)算機(jī)，激光三維高精度測(cè)量設(shè)備設(shè)有合作目標(biāo)；數(shù)據(jù)傳輸處理器分別與激光三維高精度測(cè)量設(shè)備、計(jì)算機(jī)、合作目標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)連接；定位裝置包括定位裝置外套、內(nèi)滑塊、復(fù)位彈簧、觸發(fā)裝置和內(nèi)軸，內(nèi)軸與內(nèi)滑塊緊密連接，內(nèi)滑塊前端與定位裝置外套之間設(shè)置復(fù)位彈簧，觸發(fā)裝置穿過定位裝置外套與內(nèi)滑塊卡接，定位裝置外套前端設(shè)有孔，內(nèi)軸前端頂尖可從定位裝置外套前端孔中伸出。

本發(fā)明同時(shí)提供了一種大型裝備制造工程系統(tǒng)件數(shù)字化定位系統(tǒng)的定位方法，包括以下步驟：

1)使用激光三維高精度測(cè)量設(shè)備，搭建三維高精度測(cè)量網(wǎng)絡(luò)，并對(duì)搭建的三維高精度測(cè)量網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行精度校準(zhǔn)；

2)將定位裝置標(biāo)定桿安裝至合作目標(biāo)，在所述步驟1)搭建的三維高精度測(cè)量網(wǎng)絡(luò)內(nèi)對(duì)定位裝置進(jìn)行校準(zhǔn)；

3)完成定位裝置校準(zhǔn)后，將定位裝置標(biāo)定桿更換為定位裝置，安裝至合作目標(biāo)；

4)在步驟1)搭建的三維高精度測(cè)量網(wǎng)絡(luò)內(nèi)移動(dòng)固連在一起的定位裝置與合作目標(biāo)，當(dāng)定位裝置移動(dòng)到系統(tǒng)件定位孔位置時(shí)，進(jìn)行定位、打點(diǎn)工作。

本發(fā)明技術(shù)效果在于：

基于三維高精度測(cè)量設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了大型裝備制造工程系統(tǒng)件三維高精度定位，同時(shí)提高定位效率，并實(shí)現(xiàn)了可視化、可追溯測(cè)量定位；應(yīng)用定位裝置實(shí)現(xiàn)定位、打點(diǎn)及劃線操作相集成；運(yùn)用定位裝置標(biāo)定桿和相關(guān)的標(biāo)定方法，保證了定位裝置的定位精度；不受操作人專業(yè)技能的限制，對(duì)零件的加工制造誤差要求有所降低，實(shí)現(xiàn)了一套設(shè)備多種類型系統(tǒng)件的定位，定位裝置的通用性得到了明顯的提高。同時(shí)采用高精度三維測(cè)量設(shè)備配合定位裝置的定位精度要高于傳統(tǒng)采用轉(zhuǎn)基準(zhǔn)劃線、鉆模，其定位精度能夠達(dá)到0.1mm。因此，本發(fā)明能夠在高精度定位范圍內(nèi)最大程度的滿足各種管路系統(tǒng)件的定位要求。

附圖說明

圖1為傳統(tǒng)劃線系統(tǒng)件定位方法示意圖；

圖2為傳統(tǒng)鉆模系統(tǒng)件定位方法示意圖；

圖3為本發(fā)明一種大型裝備制造工程系統(tǒng)件數(shù)字化定位系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖；

圖4為定位裝置簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明一種大型裝備制造工程系統(tǒng)件數(shù)字化定位系統(tǒng)定位方法流程圖；

圖6(a)為定位裝置標(biāo)定桿等軸測(cè)圖；

圖6(b)為定位裝置標(biāo)定桿軸測(cè)主視圖；

圖7為實(shí)施例一邁卓諾三維測(cè)量系統(tǒng)工作示意圖；

圖8(a)為實(shí)施例一邁卓諾定位裝置結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖8(b)為實(shí)施例一邁卓諾定位裝置軸測(cè)圖；

圖9為實(shí)施例二api激光跟蹤儀定位系統(tǒng)示意圖；

圖10(a)為實(shí)施例二跟蹤儀打點(diǎn)定位裝置主視剖視圖；

圖10(b)為實(shí)施例二跟蹤儀打點(diǎn)定位裝置軸測(cè)圖；

圖11為實(shí)施例三igps測(cè)量網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)示意圖；

圖中：1-相對(duì)基準(zhǔn)1、2-相對(duì)基準(zhǔn)2、3-鋼板尺、4-定位模-具、5-激光三維高精度測(cè)量設(shè)備、6-三維測(cè)量設(shè)備合作目標(biāo)、7-定位裝置、8-計(jì)算機(jī)、9-數(shù)據(jù)傳輸處理器、10-定位裝置外套、11-內(nèi)滑塊、12-復(fù)位彈簧、13-觸發(fā)裝置、14-內(nèi)軸、15-球頭探針、16-標(biāo)定加長(zhǎng)桿、17-邁卓諾ccd相機(jī)、18-邁卓諾光筆、19-描點(diǎn)/劃線定位裝置、20-邁卓諾三維測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)定桿、21-滑動(dòng)觸發(fā)裝置、22-內(nèi)滑塊、23-光筆復(fù)位彈簧、24-記號(hào)筆、25-光筆定位裝置外殼、26-激光跟蹤儀i360手持測(cè)頭、27-跟蹤儀打點(diǎn)定位裝置、28-api激光跟蹤儀、29-觸發(fā)機(jī)構(gòu)、30-導(dǎo)向無袖軸套、31-跟蹤儀定位裝置外殼、32-觸發(fā)機(jī)構(gòu)復(fù)位彈簧、33-導(dǎo)向座、34-沖擊彈簧、35-沖擊探針、36-igps激光發(fā)射器、37-igps手持測(cè)量?jī)x。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

本發(fā)明的基本思路是：首先，使用高精度激光三坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備，搭建三維高精度測(cè)量網(wǎng)絡(luò)，對(duì)三維測(cè)量網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行精度校準(zhǔn)；然后，安裝定位裝置標(biāo)定桿至合作目標(biāo)6的通用螺紋接口，對(duì)定位裝置進(jìn)行校準(zhǔn)，完成定位裝置校準(zhǔn)后，更換定位裝置至通用螺紋接口；最后，在測(cè)量網(wǎng)絡(luò)內(nèi)移動(dòng)固連在一起的定位裝置7與合作目標(biāo)6至系統(tǒng)件定位孔位置，按動(dòng)觸發(fā)裝置，定位裝置的內(nèi)軸14與內(nèi)滑塊11共同向待加工工件表面移動(dòng)，內(nèi)軸在工件表面留下標(biāo)記點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)大型裝備系統(tǒng)件定位、打點(diǎn)工作。

基于以上基本思路，本發(fā)明提供一種大型裝備制造工程系統(tǒng)件數(shù)字化定位系統(tǒng)，如圖3所示，包括：激光三維高精度測(cè)量設(shè)備5、定位裝置7、定位裝置標(biāo)定桿、計(jì)算機(jī)8，其中，激光三維高精度測(cè)量設(shè)備5設(shè)有合作目標(biāo)6；激光三維高精度測(cè)量設(shè)備5與數(shù)據(jù)傳輸處理器9運(yùn)用電源及數(shù)據(jù)線端部的緊定裝置實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性；數(shù)據(jù)傳輸處理器9通過網(wǎng)線與計(jì)算機(jī)8連接，運(yùn)用網(wǎng)線能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，并且能夠傳輸較大的數(shù)據(jù)量；合作目標(biāo)6與數(shù)據(jù)傳輸處理器9同樣進(jìn)行數(shù)據(jù)連接。

如圖4所示，定位裝置7包括定位裝置外套10、內(nèi)滑塊11、復(fù)位彈簧12、觸發(fā)裝置13和內(nèi)軸14，其中，內(nèi)軸14與內(nèi)滑塊11緊密連接，并具有同軸度要求，定位裝置外套10前端設(shè)有孔(圖中未示出)，內(nèi)軸14前端頂尖可從定位裝置外套10前端孔中伸出，內(nèi)滑塊11前端與定位裝置外套10之間抵接有復(fù)位彈簧12，觸發(fā)裝置13穿過定位裝置外套10與內(nèi)滑塊11卡接；觸發(fā)裝置13帶動(dòng)內(nèi)滑塊11克服彈簧12阻力，沿軸向向前端滑動(dòng)，與內(nèi)滑塊11緊密連接的內(nèi)軸14與內(nèi)滑塊11一同向前移動(dòng)，直至內(nèi)軸11前端頂尖從定位裝置外套10前端孔伸出；松開觸發(fā)裝置，在復(fù)位彈簧12的彈簧力作用下，內(nèi)軸11隨內(nèi)滑塊11一通向后移動(dòng)復(fù)位，內(nèi)軸14前端頂尖縮回定位裝置外套10內(nèi)部。定位裝置7通過外套10上的外連接螺紋與合作目標(biāo)6的內(nèi)連接螺紋進(jìn)行旋合連接，使用扳手使其實(shí)現(xiàn)緊固旋接。

本發(fā)明同時(shí)提供了一種大型裝備制造工程系統(tǒng)件數(shù)字化定位系統(tǒng)的定位方法，實(shí)現(xiàn)了飛行器、船舶等大型設(shè)備系統(tǒng)件高精度定位，如圖5所示，包括以下步驟：

步驟一：激光三維高精度測(cè)量設(shè)備5與數(shù)據(jù)傳輸處理器9通過電源、數(shù)據(jù)線進(jìn)行連接，數(shù)據(jù)傳輸處理器9與計(jì)算機(jī)8通過網(wǎng)線連接，數(shù)據(jù)傳輸處理器9與合作目標(biāo)通過網(wǎng)線或無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)連接；

步驟二：分別連通激光三維高精度測(cè)量設(shè)備5和計(jì)算機(jī)8的電源，打開預(yù)先安裝在計(jì)算機(jī)8內(nèi)的激光三維高精度測(cè)量設(shè)備操作軟件；

步驟三：布置激光三維高精度測(cè)量設(shè)備5，并利用激光三維高精度測(cè)量設(shè)備5自帶的標(biāo)定裝置對(duì)激光三維高精度測(cè)量設(shè)備5進(jìn)行標(biāo)定，在激光三維高精度測(cè)量設(shè)備操作軟件內(nèi)組建三維高精度測(cè)量網(wǎng)絡(luò)；

步驟四：通過激光三維高精度測(cè)量設(shè)備操作軟件對(duì)步驟三組件的三維測(cè)量網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行精度評(píng)價(jià)，如果在可達(dá)性良好的測(cè)量范圍內(nèi)，且保證其測(cè)量精度為δ，取δ≤0.05mm為適宜，進(jìn)行下一步；

步驟五：將合作目標(biāo)6在步驟三組件的三維高精度測(cè)量網(wǎng)絡(luò)內(nèi)進(jìn)行試測(cè)，確保合作目標(biāo)在三維測(cè)量網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可見度達(dá)到98％，進(jìn)入下一步；

步驟六：將定位裝置標(biāo)定桿安裝至合作目標(biāo)6，定位裝置標(biāo)定桿結(jié)構(gòu)如圖6所示，定位裝置標(biāo)定桿尾端螺紋與合作目標(biāo)6通用螺紋連接接口螺紋連接，并將校準(zhǔn)工具布置在三維高精度測(cè)量網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，定位裝置標(biāo)定桿與定位裝置7的長(zhǎng)度在理想情況下應(yīng)相等，定位裝置標(biāo)定桿的長(zhǎng)度l1與定位裝置7的長(zhǎng)度l2的尺寸公差范圍為δ，即|l1-l2|≤δ，其中δ＝0.01mm；

步驟七：利用安裝了定位裝置標(biāo)定桿的合作目標(biāo)6，對(duì)校準(zhǔn)工具上某一點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，并分別沿著所有空間方向(左、右、前、后)和兩個(gè)對(duì)角線轉(zhuǎn)動(dòng)合作目標(biāo)，也沿著合作目標(biāo)主軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，完成定位裝置的校準(zhǔn)工作；

步驟八：對(duì)定位裝置進(jìn)行精度評(píng)價(jià)，如果精度達(dá)到要求，則卸下定位裝置標(biāo)定桿，將定位裝置7安裝至合作目標(biāo)，否則重復(fù)步驟七；

步驟九：通過激光三維高精度測(cè)量設(shè)備5測(cè)量數(shù)據(jù)，并將測(cè)量數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)對(duì)齊，評(píng)價(jià)對(duì)齊精度，滿足要求，則進(jìn)行定位，否則重新測(cè)量，再對(duì)齊；

步驟十：在三維高精度測(cè)量網(wǎng)絡(luò)內(nèi)移動(dòng)固連在一起的定位裝置7和合作目標(biāo)6，當(dāng)定位裝置移動(dòng)到系統(tǒng)件定位孔位置時(shí)，按動(dòng)觸發(fā)裝置13，此時(shí)內(nèi)滑塊11與內(nèi)軸14共同移動(dòng)，內(nèi)軸14前端頂尖從定位裝置外套10前端伸出，在工件表面留下明顯的標(biāo)點(diǎn)，完成定位、打點(diǎn)工作。

實(shí)施例1

本實(shí)施例參照?qǐng)D7說明如下：

如圖7所示，一種大型裝備制造工程系統(tǒng)件數(shù)字化定位系統(tǒng)，包括：邁卓諾ccd相機(jī)17、邁卓諾光筆18、描點(diǎn)/劃線定位裝置19、邁卓諾三維測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)定桿20、計(jì)算機(jī)8，其中描點(diǎn)/劃線定位裝置19的結(jié)構(gòu)示意圖如圖8所示，描點(diǎn)/劃線定位裝置19包括定位滑動(dòng)觸發(fā)裝置21、滑動(dòng)內(nèi)部滑塊22、滑動(dòng)復(fù)位彈簧23、記號(hào)筆24、光筆定位裝置外殼25。其中記號(hào)筆24與滑動(dòng)內(nèi)部滑塊22緊密連接在一起，并具有一定的同軸度。當(dāng)定位裝置安裝到邁卓諾光筆通用螺紋接口后，光筆移動(dòng)到系統(tǒng)件定位孔圓心的理論位置時(shí)，按動(dòng)滑動(dòng)定位觸發(fā)裝置21，記號(hào)筆24與滑動(dòng)內(nèi)部滑塊22的共同移動(dòng)，壓縮滑動(dòng)復(fù)位彈簧23，使記號(hào)筆24的筆尖穿過光筆定位裝置外殼25頭部的通孔，在需要定位的大型設(shè)備系統(tǒng)件的安裝位置畫出直徑約為1mm黑色的圓點(diǎn)。完成打點(diǎn)工作后，釋放滑動(dòng)定位觸發(fā)開關(guān)21，由于彈簧力的作用，記號(hào)筆24和滑動(dòng)內(nèi)部滑塊22滑回初始位置，定位裝置完成一次定位工作過程。其中兩個(gè)邁卓諾ccd相機(jī)17、邁卓諾光筆18、邁卓諾標(biāo)定桿20與數(shù)據(jù)傳輸處理器9運(yùn)用電源、數(shù)據(jù)線端部的緊定裝置實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，數(shù)據(jù)處理器9通過網(wǎng)線與計(jì)算機(jī)相連，運(yùn)用網(wǎng)線能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，并且能夠傳輸較大的數(shù)據(jù)量。

本實(shí)施例以邁卓諾激光三維測(cè)量系統(tǒng)為例描述大型裝備制造工程系統(tǒng)件數(shù)字化定位系統(tǒng)定位方法，其操作步驟如下：

步驟一：兩個(gè)邁卓諾ccd相機(jī)17、邁卓諾光筆18、邁卓諾標(biāo)定桿20分別與數(shù)據(jù)傳輸處理器9通過電源、數(shù)據(jù)線進(jìn)行連接，數(shù)據(jù)傳輸處理器9與計(jì)算機(jī)8運(yùn)用網(wǎng)線連接；

步驟二：分別連通邁卓諾測(cè)量設(shè)備和計(jì)算機(jī)8的電源，打開計(jì)算機(jī)上邁卓諾操作軟件、圖像瀏覽器和主軟件；

步驟三：布置邁卓諾三維高精度測(cè)量設(shè)備，并運(yùn)用設(shè)備自帶邁卓諾三維測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)定桿對(duì)邁卓諾光學(xué)測(cè)量網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行標(biāo)定，組建三維高精度測(cè)量網(wǎng)絡(luò)；

步驟四：對(duì)三維測(cè)量網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行精度評(píng)價(jià)，在可達(dá)性良好的測(cè)量范圍內(nèi)，并保證其測(cè)量精度為δ，取δ≤0.05mm為適宜；

步驟五：將邁卓諾光筆18在測(cè)量網(wǎng)絡(luò)內(nèi)進(jìn)行試測(cè)，確保邁卓諾光筆18在三維測(cè)量網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可見度達(dá)到98％；

步驟六：安裝定位裝置標(biāo)定桿，如圖6所示，至合作目標(biāo)通用螺紋連接接口，并將校準(zhǔn)工具布置在測(cè)量網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，其中標(biāo)定桿的長(zhǎng)度l1與跟蹤儀打點(diǎn)定位裝置27的長(zhǎng)度l2的尺寸公差值為δ，即|l1-l2|≤δ，一般取δ＝0.01mm；

步驟七：利用安裝了定位裝置標(biāo)定桿的合作目標(biāo)，對(duì)校準(zhǔn)工具上某一點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，并轉(zhuǎn)動(dòng)邁卓諾光筆18沿著所有空間方向(左、右、前、后)和兩個(gè)對(duì)角線，也沿著邁卓諾光筆18主軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，完成定位裝置的校準(zhǔn)工作；

步驟八：對(duì)定位裝置進(jìn)行精度評(píng)價(jià)，如果精度達(dá)到要求，則更換定位裝置，否則重復(fù)步驟七；

步驟九：通過測(cè)量設(shè)備測(cè)量數(shù)據(jù)，并將測(cè)量數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)對(duì)齊，評(píng)價(jià)對(duì)齊精度，滿足要求，則進(jìn)行定位，否則重新測(cè)量，再對(duì)齊；

步驟十：在測(cè)量網(wǎng)絡(luò)內(nèi)移動(dòng)固連在一起的描點(diǎn)/劃線定位裝置19和邁卓諾光筆18，當(dāng)定位裝置移動(dòng)到系統(tǒng)件定位孔位置時(shí)，按動(dòng)觸發(fā)裝置，此時(shí)滑動(dòng)內(nèi)滑塊22與記號(hào)筆24共同移動(dòng)，在工件表面留下直徑約為1mm的圓點(diǎn)，完成定位、打點(diǎn)工作。

實(shí)施例2

本實(shí)施例參照?qǐng)D9說明如下：

如圖9所示，一種大型裝備制造工程系統(tǒng)件數(shù)字化定位系統(tǒng)，包括：api激光跟蹤儀28、激光跟蹤儀i360手持測(cè)頭26、跟蹤儀打點(diǎn)定位裝置27、數(shù)據(jù)傳輸處理器9、計(jì)算機(jī)8。其中，api激光跟蹤儀28通過電源、數(shù)據(jù)傳輸線與數(shù)據(jù)傳輸處理器9連接，在連接端部存在緊固裝置，能夠保證連接的可靠性，使測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定；激光跟蹤儀i360手持測(cè)頭26與數(shù)據(jù)傳輸處理器9通過電源、數(shù)據(jù)傳輸線實(shí)現(xiàn)連接，其連接方式為內(nèi)部針孔配外部螺紋，以保證連接的可靠性；通過網(wǎng)線連接數(shù)據(jù)傳輸處理器9和計(jì)算機(jī)8，以保證數(shù)據(jù)的快速、實(shí)時(shí)傳輸；跟蹤儀打點(diǎn)定位裝置27尾端部的連接螺紋是用于連接激光跟蹤儀i360手持測(cè)頭26和打點(diǎn)定位裝置27，將跟蹤儀打點(diǎn)定位裝置27的外螺紋旋轉(zhuǎn)進(jìn)入激光跟蹤儀i360手持測(cè)頭26的內(nèi)螺紋中，并使用扳手完成緊定。

其中，跟蹤儀打點(diǎn)定位裝置27的結(jié)構(gòu)如圖10所示，包括：觸發(fā)機(jī)構(gòu)29、導(dǎo)向無袖軸套30、跟蹤儀定位裝置外殼31、觸發(fā)機(jī)構(gòu)復(fù)位彈簧32、導(dǎo)向座33、沖擊彈簧34、沖擊探針35。其工作原理為：當(dāng)跟蹤儀打點(diǎn)定位裝置27安裝到激光跟蹤儀i360手持測(cè)頭26的內(nèi)螺紋連接接口處后，i360在測(cè)量網(wǎng)絡(luò)中接收到來自api激光跟蹤儀28發(fā)出的激光，移動(dòng)安裝了跟蹤儀打點(diǎn)定位裝置27的i360，當(dāng)?shù)竭_(dá)系統(tǒng)件定位孔圓心的理論位置時(shí)，按壓觸發(fā)機(jī)構(gòu)29，在觸發(fā)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下，卡位開關(guān)得到釋放，沖擊彈簧34恢復(fù)到自然長(zhǎng)度，帶動(dòng)沖擊探針35向工件表面運(yùn)動(dòng)，沖擊探針35沖擊工件表面，留下直徑約為1mm深度為0.2mm的凹坑，沖擊完成后，將i360移離工件表面，完成一次打點(diǎn)定位工作；最后，在觸發(fā)機(jī)構(gòu)復(fù)位彈簧的作用下，觸發(fā)機(jī)構(gòu)回到初始位置，卡位開關(guān)復(fù)位，運(yùn)用復(fù)位裝置，將沖擊探針35移回初始位置，并壓縮沖擊彈簧34，在卡位開關(guān)作用下，實(shí)現(xiàn)限制沖擊探針35移動(dòng)的功能，為下一次打點(diǎn)定位工作做準(zhǔn)備。

本實(shí)施例以api激光跟蹤儀三維測(cè)量系統(tǒng)為例介紹大型裝備制造工程系統(tǒng)件數(shù)字化定位系統(tǒng)定位方法，其操作步驟如下：

步驟一：api激光跟蹤儀28、激光跟蹤儀i360手持測(cè)頭26與數(shù)據(jù)傳輸處理器9通過電源、數(shù)據(jù)線進(jìn)行連接，并運(yùn)用網(wǎng)線連接數(shù)據(jù)傳輸處理器與計(jì)算機(jī)8；

步驟二：分別連通api激光跟蹤儀28、跟蹤儀i360手持測(cè)頭26和計(jì)算機(jī)8的電源，打開計(jì)算機(jī)上跟蹤儀操作軟件，檢測(cè)連接是否可靠；

步驟三：布置激光跟蹤儀三維高精度測(cè)量設(shè)備，并運(yùn)用設(shè)備自帶跟蹤儀三維測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)定桿對(duì)激光跟蹤儀測(cè)量網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行標(biāo)定，組建三維高精度測(cè)量網(wǎng)絡(luò)；

步驟四：對(duì)三維測(cè)量網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行精度評(píng)價(jià)，在可達(dá)性良好的測(cè)量范圍內(nèi)，并保證其測(cè)量精度為δ，取δ≤0.02mm為適宜；

步驟五：對(duì)跟蹤儀i360手持測(cè)頭26進(jìn)行標(biāo)定，分別標(biāo)定i360的水平探針和豎直探針，在校準(zhǔn)過程中，豎直探針的校準(zhǔn)，需要轉(zhuǎn)動(dòng)i360主機(jī)6次，每次轉(zhuǎn)動(dòng)30度；在水平探針校準(zhǔn)時(shí)，需要轉(zhuǎn)動(dòng)i360主機(jī)8次，每次轉(zhuǎn)動(dòng)30度。在完成一次轉(zhuǎn)動(dòng)后，需要對(duì)固定的校準(zhǔn)工具進(jìn)行測(cè)量，并記錄數(shù)據(jù)，然后通過matlab插件進(jìn)行計(jì)算，如果精度滿足要求，則完成校準(zhǔn)過程，如果未達(dá)到要求，則需要重新校準(zhǔn)；

步驟六：將跟蹤儀i360手持測(cè)頭26在測(cè)量網(wǎng)絡(luò)內(nèi)進(jìn)行試測(cè)，確保跟蹤儀i360手持測(cè)頭26在三維測(cè)量網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可見度達(dá)到98％；

步驟七：安裝定位裝置標(biāo)定桿，如圖6所示，至跟蹤儀i360手持測(cè)頭26通用螺紋連接接口，并將校準(zhǔn)工具布置在測(cè)量網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，其中標(biāo)定桿的長(zhǎng)度l1與跟蹤儀打點(diǎn)定位裝置27的長(zhǎng)度l2的尺寸公差值為δ，即|l1-l2|≤δ，一般取δ＝0.01mm；

步驟八：利用安裝了定位裝置標(biāo)定桿的合作目標(biāo)，對(duì)校準(zhǔn)工具上某一點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，并轉(zhuǎn)動(dòng)跟蹤儀i360手持測(cè)頭26沿著所有空間方向(左、右、前、后)和兩個(gè)對(duì)角線，也沿著跟蹤儀i360手持測(cè)頭26主軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，每次旋轉(zhuǎn)角度為30，完成定位裝置的校準(zhǔn)工作；

步驟九：對(duì)定位裝置標(biāo)定桿進(jìn)行精度評(píng)價(jià)，如果精度達(dá)到要求，則將定位裝置標(biāo)定桿更換為跟蹤儀打點(diǎn)定位裝置27，否則重復(fù)步驟八；

步驟十：?jiǎn)?dòng)sa測(cè)量軟件，連接api激光跟蹤儀28，通過api激光跟蹤儀28與合作目標(biāo)(靶球)共同完成測(cè)量數(shù)據(jù)，并將測(cè)量數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)對(duì)齊，評(píng)價(jià)對(duì)齊精度，滿足要求，則進(jìn)行定位，否則重新測(cè)量，再對(duì)齊；

步驟十一：在測(cè)量網(wǎng)絡(luò)內(nèi)移動(dòng)固連在一起的跟蹤打點(diǎn)定位裝置27和跟蹤儀i360手持測(cè)頭26，當(dāng)跟蹤儀打點(diǎn)定位裝置27移動(dòng)到系統(tǒng)件定位孔位置時(shí)，按動(dòng)觸發(fā)機(jī)構(gòu)29，在觸發(fā)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下，卡位開關(guān)得到釋放，沖擊彈簧34恢復(fù)到自然長(zhǎng)度，帶動(dòng)沖擊探針35向工件表面運(yùn)動(dòng)，沖擊探針35沖擊工件表面，在工件表面留下直徑約為1mm、深度約為0.2mm的凹坑，完成定位、打點(diǎn)工作。

步驟十二：在觸發(fā)機(jī)構(gòu)復(fù)位彈簧的作用下，觸發(fā)機(jī)構(gòu)回到初始位置，卡位開關(guān)復(fù)位，運(yùn)用復(fù)位裝置，將沖擊探針35移回初始位置，并壓縮沖擊彈簧34，在卡位開關(guān)作用下，實(shí)現(xiàn)限制沖擊探針35移動(dòng)的功能，為下一次打點(diǎn)定位工作做準(zhǔn)備。

實(shí)施例3

本實(shí)施例參照?qǐng)D11說明如下：

如圖11所示，一種大型裝備制造工程系統(tǒng)件數(shù)字化定位系統(tǒng)，其中包括：計(jì)算機(jī)8、數(shù)據(jù)傳輸處理器9、描點(diǎn)/劃線定位裝置19、四個(gè)igps激光發(fā)射器36、igps手持測(cè)量?jī)x37。其中四個(gè)igps激光發(fā)射器36之間通過電源數(shù)據(jù)傳輸線依次連接，只需將其中一個(gè)連接到數(shù)據(jù)傳輸處理器9上，就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，計(jì)算機(jī)8與數(shù)據(jù)傳輸處理器9之間通過網(wǎng)線連接，確保了數(shù)據(jù)快速、實(shí)時(shí)的傳遞。其中描點(diǎn)/劃線定位裝置19的工作原理與實(shí)施例1中的工作原理相同，只需更換螺紋連接接口的，使之與igps手持測(cè)量?jī)x的內(nèi)螺紋接口配合即可。

本實(shí)施例以igps三維測(cè)量系統(tǒng)為例介紹大型裝備制造工程系統(tǒng)件數(shù)字化定位系統(tǒng)定位方法，其操作步驟如下：

步驟一：四個(gè)igps激光發(fā)射器36運(yùn)用電源、數(shù)據(jù)傳輸線依次連接，最后一個(gè)與數(shù)據(jù)傳輸處理器9通過電源、數(shù)據(jù)線進(jìn)行連接，并運(yùn)用網(wǎng)線連接數(shù)據(jù)傳輸處理器9與計(jì)算機(jī)8；

步驟二：分別連通四個(gè)igps激光發(fā)射器36、數(shù)據(jù)傳輸處理器9和計(jì)算機(jī)8的電源，打開計(jì)算機(jī)上igps測(cè)量系統(tǒng)操作軟件；

步驟三：布置igps測(cè)量網(wǎng)絡(luò)，并運(yùn)用設(shè)備自帶igps測(cè)量網(wǎng)絡(luò)標(biāo)定桿對(duì)igps測(cè)量網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行標(biāo)定，組建三維高精度測(cè)量網(wǎng)絡(luò)；

步驟四：對(duì)三維測(cè)量網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行精度評(píng)價(jià)，在可達(dá)性良好的測(cè)量范圍內(nèi)，并保證其測(cè)量精度為δ，取δ≤0.1mm為適宜；

步驟五：將igps手持測(cè)量?jī)x37在測(cè)量網(wǎng)絡(luò)內(nèi)進(jìn)行試測(cè)，確保igps手持測(cè)量?jī)x37在三維測(cè)量網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可見度達(dá)到98％；

步驟六：安裝定位裝置標(biāo)定桿，如圖6所示，至合作目標(biāo)通用螺紋連接接口，并將校準(zhǔn)工具布置在測(cè)量網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，其中標(biāo)定桿的長(zhǎng)度l1與跟蹤儀打點(diǎn)定位裝置27的長(zhǎng)度l2的尺寸公差值為δ，即|l1-l2|≤δ，一般取δ＝0.01mm；

驟七：利用安裝了定位裝置標(biāo)定桿的合作目標(biāo)，對(duì)校準(zhǔn)工具上某一點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，并轉(zhuǎn)動(dòng)igps手持測(cè)量?jī)x37沿著所有空間方向(左、右、前、后)和兩個(gè)對(duì)角線，也沿著igps手持測(cè)量?jī)x37主軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，完成定位裝置的校準(zhǔn)工作；

步驟八：對(duì)定位裝置標(biāo)定桿進(jìn)行精度評(píng)價(jià)，如果精度達(dá)到要求，則更換為描點(diǎn)/劃線定位裝置19，否則重復(fù)步驟七；

步驟九：通過測(cè)量設(shè)備測(cè)量數(shù)據(jù)，并將測(cè)量數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)對(duì)齊，評(píng)價(jià)對(duì)齊精度，滿足要求，則進(jìn)行定位，否則重新測(cè)量，再對(duì)齊；

步驟十：在測(cè)量網(wǎng)絡(luò)內(nèi)移動(dòng)固連在一起的定位裝置和igps手持測(cè)量?jī)x37，當(dāng)定位裝置移動(dòng)到系統(tǒng)件定位孔位置時(shí)，按動(dòng)觸發(fā)裝置，此時(shí)內(nèi)滑塊22與記號(hào)筆24共同移動(dòng)，在工件表面留下直徑約為1mm的黑色圓點(diǎn)，完成定位、打點(diǎn)工作。

以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作了說明，但這些說明不能被理解為限制了本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍由隨附的權(quán)利要求書限定，任何在本發(fā)明權(quán)利要求基礎(chǔ)上的改動(dòng)都是本發(fā)明的保護(hù)范圍。