一种大跨距分体式结构同轴度的高精度测量方法与流程

1.本发明涉及一种同轴度的测量方法，具体涉及一种大跨距分体式结构同轴度的高精度测量方法。


背景技术：

2.随着雷达技术的不断进步，现代相控阵雷达向着结构体积轻薄化、功能高度集成化的方向发展，其天线阵面具有口径大、精度高的特点。天线阵面设备量大且密度高，内部包含大量的电子元器件及互联的线缆，大大增加了天线阵面装配难度。同时，当前雷达产品迭代更新快，研制周期短，分配给天线阵面的装配周期被进一步压缩，尤其对于批生产的雷达，生产节奏加快，给天线阵面的高效装配提出了新的更高要求。
3.为了实现天线阵面的高效装配，在工艺流程最优的前提下，需根据装配对象的变化，选择合适的天线阵面姿态，以达到最舒适的人机工程性。为此，一种自动调姿设备被提出，其在天线阵面的长度方向与天线阵面两端进行连接，通过自动调姿设备旋转轴的转动实现天线阵面的姿态变换。该自动调姿设备经实践证明可大大提升天线阵面的装配效率，但由于其分体式结构且两端跨距大，跨距可达数十米，在搭建的过程中存在两端旋转轴同轴度偏大的问题，在后续旋转过程中容易使得天线阵面产生扭拧，严重的造成天线阵面骨架破坏，从而造成重大质量问题和经济损失。为此，亟需发明一种大跨距分体式结构同轴度的高精度测量方法。


技术实现要素：

4.本发明针对上述问题提出一种大跨距分体式结构同轴度的高精度测量方法。用于解决类似自动调姿设备的大跨距分体式结构同轴度难以达到高精度的要求而造成被连接天线阵面破坏的问题，实现天线阵面在自动调姿设备上安全、稳定地生产。
5.为实现本发明目的，采用固定技术方案如下：一种大跨距分体式结构同轴度的高精度测量方法，包括作为测量基准的辅助测量装置，辅助测量装置顶部为相互垂直的两辅助测量基准面，包括以下步骤：1）搭建自动调姿设备的主动端和从动端，将辅助测量装置安装至自动调姿设备的主动端和从动端；2）调整两辅助测量基准面垂直度要求为0.02mm；将底板与设备的基座连接固定，立柱是为了把顶板架高，便于后续对基准面的标校测量；3）调整基准面与旋转轴线平行且等距；4）调平水平基准面；5）精确标校主动端与从动端的同轴度；6）至自动调姿设备两端旋转轴线同轴度满足要求后，将天线阵面吊装落入设备，并进行连接固定。
6.进一步的，步骤3中的调整基准面与旋转轴线平行且等距为，将测量装置装至自动
调姿设备的主动端、从动端的相应位置，以主动端的旋转轴线为基础，采用柔性三坐标仪器测量，通过调整使得两辅助基准面与旋转轴线平行，并记录测量数据；根据主动端测量装置的基准面相对旋转轴线的测量数据，采用柔性三坐标测量仪器测量，通过调整使得从动端的辅助测量基准面相对旋转轴线的参数与主动端的一致。
7.进一步的，步骤4中的调平水平基准面为，采用合像水平仪测量主动端、从动端的水平基准面，通过调整基座底部的调节螺杆等方式，使得两端的水平基准面水平，水平度控制在5
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以内。
8.进一步的，步骤5中的精确标校主动端与从动端的同轴度为，移动靶球在两端测量装置基准面上采集多个点进行拟合平面，拟合计算水平基准面的高差和竖直基准面的错边量；根据测量偏差结果，以主动端为基准调整从动端，使得两端尽量趋于一致；复测两端水平基准面的高差和竖直基准面的错边量，使得偏差控制在0.05mm；测量主动端、从动端基准面相交线的同轴度。
9.进一步的，在自动调姿设备两端旋转轴线同轴度满足要求后，将天线阵面3吊装落入设备，并进行连接固定。
10.本发明的大跨距分体式结构同轴度的高精度测量方法，实现了大跨距同轴度高精度的要求，有效解决了自动调姿设备因两端旋转轴线不同轴而造成被连接天线阵面破坏的问题，从而避免了产品的重大质量问题和经济损失，具有较大的技术应用价值和经济价值。
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附图说明
12.1.图1 为本发明的自动调姿设备主体结构示意图；2.图2为本发明的辅助测量装置示意图；3.图3为本发明的辅助测量装置安装至设备基座示意；4.图4为本发明的激光跟踪仪精确标校两端旋转轴线同轴度示意图；5.图5为本发明的吊装转接装置示意图；6.图6为本发明的天线阵面落入自动调姿设备示意。
13.附图标记说明：1、主动端；2、从动端；3、天线阵面；4、辅助测量装置；5、激光跟踪仪；6、吊装转接装置；7、前连接装置；8、后连接装置。
具体实施方式
14.下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式。
15.本发明中，自动调姿设备由主动端1、从动端2两部分组成，通过主动端1的电机旋转带动天线阵面3转动，实现被连接天线阵面3的姿态调整，结构布局组成如图1所示；在设备搭建时，先固定自动调姿设备位置，后吊装天线阵面3与设备连接，若自动调姿设备的两端旋转轴不同轴，在旋转过程中容易使得天线阵面3产生扭拧，严重的造成天线阵面骨架破坏，从而造成重大质量问题和经济损失；为了实现自动调姿设备两端旋转轴同轴度的高精度要求，本发明先设计符合设计要求的辅助测量装置作为测量基准，然后采用柔性三坐标仪器标校测量基准与旋转轴线的平行且等距，最后采用激光跟踪仪精确标校两端测量基准的方法，高效指导了自动调姿设备的安装调整，有效保证了两端旋转轴线同轴度的高精度
要求，本发明的大跨距分体式结构同轴度的高精度测量方法，具体技术方案如下；如图2所示，设计作为测量基准的辅助测量装置4，辅助测量装置4顶部为相互垂直的两辅助测量基准面，两基准面垂直度要求为0.02mm；底板与设备的基座连接固定，立柱是为了把顶板架高，便于后续对基准面的标校测量。包括以下步骤：1）搭建自动调姿设备的主动端1和从动端2，如图1所示；将辅助测量装置安装至自动调姿设备的主动端1和从动端2；2）调整两辅助测量基准面垂直度要求为0.02mm；将底板与设备的基座连接固定，立柱是为了把顶板架高，便于后续对基准面的标校测量；3）调整基准面与旋转轴线平行且等距；4）调平水平基准面；5）采用激光跟踪仪精确标校主动端与从动端的同轴度；6）至自动调姿设备两端旋转轴线同轴度满足要求后，将天线阵面3吊装落入设备，并进行连接固定。
16.进一步的，步骤3中的调整基准面与旋转轴线平行且等距为，将测量装置安装至主动端1、从动端2，如图3所示。为了实现两端基准面与旋转轴线平行且等距，采用柔性三坐标仪器测量基准面与旋转轴线的位置关系，用以指导测量装置的调整。具体方法如下：将测量装置装至自动调姿设备的主动端1、从动端2的相应位置，以主动端1的旋转轴线为基础，采用柔性三坐标仪器测量，通过调整使得两辅助基准面与旋转轴线平行，并记录测量数据；根据主动端1测量装置的基准面相对旋转轴线的测量数据，采用柔性三坐标测量仪器测量，通过调整使得从动端2的辅助测量基准面相对旋转轴线的参数与主动端1的一致。
17.根据天线阵面的外形尺寸，设定主动端和从动端之间的距离；调节基座底部的螺杆，调整设备的回转中心高度，以满足作业人员在天线阵面立式状态及卧式状态均能舒适地进行机装、电装工作；进一步的，步骤4中的调平水平基准面为，采用合像水平仪测量主动端、从动端的水平基准面，通过调整基座底部的调节螺杆等方式，使得两端的水平基准面水平，水平度控制在5
″
以内。
18.进一步的，步骤5中的精确标校主动端1与从动端2的同轴度为，在调整两端基准面相对旋转轴线的参数一致后，以外构的基准面相交线替代旋转轴线进行同轴测量。理论上，基准面相交线同轴，则两端旋转轴线同轴。激光跟踪仪标校的位置布局如图4所示，具体标校测量方法如下：移动靶球在两端测量装置基准面上采集多个点进行拟合平面，拟合计算水平基准面的高差和竖直基准面的错边量；根据测量偏差结果，以主动端1为基准调整从动端，使得两端尽量趋于一致；复测两端水平基准面的高差和竖直基准面的错边量，使得偏差控制在0.05mm；测量主动端1、从动端2基准面相交线的同轴度。
19.大型天线阵面一般都在两端预留吊装接口，为提高设备的柔性，在天线阵面3与旋转连接装置之间设计吊装转接装置进行过渡，不同的天线阵面3只通过不同的吊装转接装置即可与设备高效连接，如图5所示；经上述精确标校直至自动调姿设备两端旋转轴线同轴度满足要求后，将天线阵面3吊装落入设备，并进行连接固定，将旋转连接装置的前连接装置与天线阵面3的两端组装成一体，如图6所示；吊装天线阵面3及前连接装置落入自动调姿设备两端的后连接装置，并用压板压紧连接。
20.至此，已经结合优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。