[發(fā)明專利]飛機(jī)大部件數(shù)字化裝配過程中自動求解裝配位姿的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310165796.1
• 申請日: 2013-05-08
• 公開（公告）號: CN104143032B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉繼紅;余杰;龐英仲;王鐵華
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué);沈陽飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種針對飛機(jī)大部件數(shù)字化裝配過程中自動求解裝配位姿的方法，所述方法包括關(guān)鍵特性自由度分析，獨(dú)立自由度匹配，協(xié)調(diào)尺寸統(tǒng)一評價，協(xié)調(diào)尺寸優(yōu)化等四部分內(nèi)容，其特征在于：

1）該方法首先對大部件關(guān)鍵特性自由度進(jìn)行了分析。通過分析飛機(jī)的設(shè)計基準(zhǔn)，關(guān)鍵尺寸，大部件形位特征等，獲得大部件關(guān)鍵特性。然后，并通過選取的關(guān)鍵特性判斷大部件是否完全定位，獲得每個關(guān)鍵特性確定大部件的空間自由度。

2）根據(jù)關(guān)鍵特性自由度分析，進(jìn)一步區(qū)分關(guān)鍵特性的主次關(guān)系、協(xié)調(diào)關(guān)系，對主要的關(guān)鍵特性采用完全自主的自由度匹配方法，次要關(guān)鍵特性采用有約束的自由度匹配方法。對于具有協(xié)調(diào)關(guān)系的關(guān)鍵特性進(jìn)行標(biāo)識，為協(xié)調(diào)尺寸誤差分配提供依據(jù)。

3）獲得協(xié)調(diào)尺寸的特性，并根據(jù)權(quán)利要求1內(nèi)協(xié)調(diào)尺寸評價方法內(nèi)容，利用協(xié)調(diào)尺寸的公稱尺寸、上下偏差值規(guī)定協(xié)調(diào)尺寸的最優(yōu)評價值、滿足尺寸要求評價值范圍、不滿足尺寸要求評價值范圍，并將歸一后的評價值累加，構(gòu)造總體的評價函數(shù)。

4）利用SVD法初步獲得大部件最終姿態(tài)所需的調(diào)整矩陣，將矩陣中與協(xié)調(diào)尺寸相關(guān)的角度或坐標(biāo)方向尺寸作為遺傳函數(shù)初始種群的生成依據(jù)，利用3）中內(nèi)容構(gòu)造的總體評價函數(shù)作為適應(yīng)度函數(shù)，通過使其最優(yōu)化獲得大部件的最終裝配姿態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛機(jī)大部件數(shù)字化裝配過程中自動求解裝配位姿的方法，其特征在于具體包括如下步驟：

步驟一：利用飛機(jī)數(shù)據(jù)模型及工藝文件，提取出大部件關(guān)鍵特性。

步驟二：對大部件關(guān)鍵特性確定大部件自由度進(jìn)行分析，判斷其是否對大部件完全定位，并獲得每個關(guān)鍵特性控制大部件空間自由度情況。

步驟三：對關(guān)鍵特性進(jìn)行分類，獲得主要關(guān)鍵特性，次要關(guān)鍵特性，具有協(xié)調(diào)關(guān)系的關(guān)鍵特性。

步驟四：采用無約束的關(guān)鍵特性匹配法，匹配主要關(guān)鍵特性空間位置。

步驟五：采用有約束的關(guān)鍵特性匹配法，匹配次要關(guān)鍵特性空間位置。

步驟六：分析協(xié)調(diào)尺寸的公稱尺寸、上下偏差，并將其進(jìn)行歸一化評價。

步驟七：利用歸一化的評價函數(shù)，構(gòu)造遺傳函數(shù)的適應(yīng)度函數(shù)。

步驟八：選擇大部件上四個不在同一直線上的關(guān)鍵特性點(diǎn)，利用SVD法獲得調(diào)整矩陣。

步驟九：根據(jù)所需要匹配的角度或坐標(biāo)軸方向，選取調(diào)整矩陣中的相關(guān)數(shù)值作為遺傳函數(shù)初始化種群依據(jù)，生成初始化種群。

步驟十：采用輪盤賭設(shè)計的實數(shù)型遺傳函數(shù)對協(xié)調(diào)尺寸進(jìn)行優(yōu)化計算。

步驟十一：根據(jù)該最終姿態(tài)，選擇關(guān)鍵特性點(diǎn)，并與大部件實際測量獲得的關(guān)鍵特性點(diǎn)相比較，采用SVD法獲得調(diào)整矩陣。