大型圆柱壳体装配平台测量系统的误差标定方法

黄维邵，吴金波

(华中科技大学船舶与海洋工程学院，湖北 武汉 430074)

0 引言

大尺寸精密测量技术已在船舶、航空和高铁等众多工业领域发挥着重要的作用[1]。大型圆柱壳体尺寸庞大、结构外形复杂，在其装配过程中需要通过大尺寸测量系统对壳体任意位置的内径尺寸、板厚、焊缝间隙和板壁差值等数据进行在线测量，以保证装配的精度。当前，龙门式测量机和全站仪都是常用于大型壳体测量的设备[2]。而对于本文研究的装配平台，需实时调整圆柱壳体形状，龙门式测量机由于其自身尺寸结构以及平台装配环境限制，无法满足在装配过程中对壳体尺寸在线测量的需求；而全站仪仅能实现单点测量，无法满足装配过程中对壳体焊缝间隙进行扫描测量的需求，效率较低。

为满足大型圆柱壳体装配平台在装配过程中对壳体尺寸数据进行在线测量的需求，提高测量的效率和精度，本文设计了一种适用于该平台的测量系统。

同时，为了获取准确的壳体内径、板厚、焊缝间隙和板壁差值等尺寸数据，测量系统需满足以下要求：首先，测量机构末端传感器的激光发射点在其基坐标系下的空间位置精度需满足测量需求；其次，测量前需获得大型圆柱壳体实际圆心和测量系统基坐标系原点间的圆心位置误差。针对第1个要求，本文对测量机构展开了误差标定工作：

a.由于硬件加工和安装误差，测量机构运行过程中的几何参数往往和理论值有偏差，称为几何参数误差。……