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在航空航天、船舶制造、風電等高端制造領域，工件對接是裝配環節中至關重要的一環。以飛機制造來說，機身與機翼的對接，直接關系到飛機的空氣動力學性能和飛行安全；航天火箭的液體發動機裝配，對精度的要求近乎嚴苛，稍有偏差就可能導致發射任務失敗；船舶制造中，船用發動機定子與轉子的對中精度，決定了發動機的運行穩定性與使用壽命；風電行業里，風電塔筒環縫焊接監測的準確性，影響著塔筒的結構強度與抗風能力。 在這些對接裝配場景中，精確的六自由度調姿與定位不可或缺。只有通過精準調控，確保對接平面上定位銷與定位孔實現精確配合，才能保證各部件在后續運行中，發揮出最佳性能，滿足行業對高質量、高可靠性產品的要求 。 行業痛點：傳統模式下的棘手難題 1、尺寸幾何誤差累積 在飛機機身、風電葉片等大型部件的對接場景中，作業范圍通常數米乃至數十米。裝配過程中，初始的微小角度誤差，會隨著對接距離的增加被急劇放大，最終可能產生毫米級的尺寸偏差，嚴重影響裝配質量，導致部件性能下降。 2、形位公差匹配困難 對接面不僅要滿足特定的平行度，還需保證同軸度等多項嚴苛要求。然而，傳統測量工具功能單一，難以在同一時間對多個參數進行同步檢測，致使裝配精度難以保證。 3、運動部件姿態監測難 裝配過程中，吊機臂、機器人末端等運動部件的位置不斷變化，需要對其進行實時跟蹤。但傳統的靜態測量技術，無法適應動態場景，難以保障測量精度，致使裝配過程中對運動部件的控制出現偏差。 4、人工依賴度高 傳統裝配作業過度依賴人工經驗，裝配工人需憑借過往經驗對部件進行反復調整，不僅耗費大量時間，而且人為因素導致的誤差難以避免，容錯率極低。 創新方案：賦能動態調姿 針對上述行業痛點，中圖儀器團隊匠心打造了一套極具創新性的解決方案。該方案可與多系統深度融合，構建“測量-控制-執行”一體化平臺，實現測量與調控的自動化。方案核心設備GTS激光跟蹤儀，憑借高精度的動態測量能力與智能反饋控制系統，大幅提升裝配效率，顯著降低裝配誤差，助力航空航天、船舶制造、風電等行業邁向智能化、高精度的裝配新時代 。 其中，iTracker 6D姿態智能傳感器在測量時可實時地調整姿態并始終正對鎖定測量激光束，通過運動學模型精密解算目標的三維空間位置坐標和空間姿態角度。 測量步驟 1、搭建數據交互橋梁 首先，GTS激光跟蹤儀開放數據端口，實現與控制系統的通訊連接。PC端SMT測量軟件作為數據處理中樞，接收GTS激光跟蹤儀采集的原始數據，在完成復雜的計算后，SMT測量軟件會以UDP協議格式向控制系統發送命令，引導控制系統進行精準調姿。這種傳感與控制一體化的架構，不僅保障了數據的一致性，極大減少人為誤差，其搭載的自主研發軟件，還具備高度開放性，方便用戶根據實際需求進行定制。 2、構建部件坐標系×2 運用GTS激光跟蹤儀靶球采點方式獲取對接部件的初始形態，分別建立固定端坐標系和移動端坐標系。（設計目標是在對接作業完成后，這兩個坐標系能夠重合。） 3、監控六維姿態數據 將6D姿態智能傳感器與移動端進行剛性連接，建立并獲取6D姿態智能傳感器的當前坐標。至此，固定端坐標系、移動端坐標系以及6D姿態智能傳感器的當前坐標系在空間中的位置關系得以清晰確立。后續只需實時監控6D姿態智能傳感器坐標系的變化，便可準確反饋移動端坐標系的動態變化。 4、實施智能糾偏調姿 控制系統依據激光跟蹤儀反饋的固定端和移動端的位置誤差信息，結合6D姿態智能傳感器的實時監控數據，進行自動對中作業。控制系統會驅動移動端部件進行位移和旋轉操作，SMT測量軟件會實時計算誤差，并向控制系統發送指令，實現自動調整。 考慮到控制系統在調姿過程中可能產生運動誤差，6D姿態智能傳感器將實時監測移動部件的位姿變化，一旦發現偏差，立即發送糾偏命令，確保調姿效果滿足更高精度的要求 。 總結 在大型部件對接裝配領域，精度動態控制、環境適應性與自動化效率構成了行業的核心挑戰。激光跟蹤儀搭載高精度測量技術，能夠實時采集數據并反饋，結合自動化控制技術，為行業痛點提供了系統性的解決方案，為大型部件對接裝配行業的高質量發展注入了新活力。 |
