[發(fā)明專利]基于六軸數(shù)控定位器的飛機壁板裝配變形的數(shù)字化校正方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410171705.X
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN103950552A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設計）人: 畢運波;嚴偉苗;柯映林;屠曉偉;姜麗萍;沈立恒;朱宇;邢宏文;周慶慧
• 申請（專利權）人: 浙江大學;上海飛機制造有限公司
• 主分類號: B64F5/00
• 分類號: B64F5/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權代理有限公司 33224
• 代理人: 唐柏松

1.一種基于六軸數(shù)控定位器的飛機壁板裝配變形的數(shù)字化校正方法，其特征在于，包括：

(1)在飛機壁板各個隔框上均勻布置若干個檢測點；

(2)根據(jù)六軸數(shù)控定位器的數(shù)量，以及各個六軸數(shù)控定位器在X、Y、Z方向的移動量閾值和轉(zhuǎn)動量閾值確定正交表，正交表的每一行表示六軸數(shù)控定位器的平移量和轉(zhuǎn)動量；

(3)將所述正交表中的每一行數(shù)據(jù)作為載荷樣本，將各個載荷樣本加載至飛機壁板的理論有限元模型，獲得各個載荷樣本作用下飛機壁板變形有限元模型；

(4)針對任意一個載荷樣本，利用對應的變形有限元模型計算當前載荷樣本作用下各個檢測點的位置誤差和各個工藝球頭球心的位置及轉(zhuǎn)動誤差；

(5)根據(jù)所有載荷樣本作用下，各個檢測點的位置誤差和各個工藝球頭球心的位置及轉(zhuǎn)動誤差，采用偏最小二乘回歸反演建模方法，建立飛機壁板裝配變形的數(shù)字化校正模型；

(6)獲取各個檢測點的實際位置誤差，并將各個檢測點的實際位置誤差代入所述的數(shù)字化校正模型，計算得到各個六軸數(shù)控定位器的校形數(shù)據(jù)；

(7)根據(jù)所述的校形數(shù)據(jù)，對六軸數(shù)控定位器運動進行位置調(diào)整，完成大型飛機壁板的裝配變形校正。

2.如權利要求1所述的基于六軸數(shù)控定位器的飛機壁板裝配變形的數(shù)字化校正方法，其特征在于，所述步驟(3)包括以下步驟：

(3-1)從理論有限元模型獲取工藝球頭的球心和各個檢測點的理論坐標；

(3-2)將正交表中每一行數(shù)據(jù)作為一個載荷樣本，將各個載荷樣本施加至工藝球頭的球心，并通過有限元模擬得到壁板裝配變形的變形有限元模型。

3.如權利要求2所述的基于六軸數(shù)控定位器的飛機壁板裝配變形的數(shù)字化校正方法，其特征在于，所述步驟(4)通過以下步驟計算各個檢測點的位置誤差和各個工藝球頭球心的位置及轉(zhuǎn)動誤差：

(4-1)從變形有限元模型中獲取各個檢測點和工藝球頭的球心的實際坐標；

(4-2)根據(jù)各個檢測點的理論坐標和實際坐標計算得到姿態(tài)變換矩陣和位置平移向量；

(4-3)根據(jù)姿態(tài)變換矩陣和位置平移向量計算各個檢測點的位置誤差，以及各個工藝球頭的球心的位置及轉(zhuǎn)動誤差，其中：

第i個檢測點的位置誤差為e_i，根據(jù)公式：

e_i＝X'_Ki-(RX_Ki+t)

計算得到，其中X'_Ki為第i個檢測點的實際坐標，X_Ki為第i個檢測點的理論坐標值，R為姿態(tài)變換矩陣，t為位置平移向量，i＝1,2,……,v,v為檢測點的個數(shù)；

第j個工藝球頭的球心的位置及轉(zhuǎn)動誤差f_j為：

f_j＝[f_j1,f_j2,f_j3,f_j4,f_j5,f_j6]，

其中，[f_j1,f_j2,f_j3]＝X'_Bj-(RX_Bj+t)，X'_Bj為第j個工藝球頭的球心的實際坐標，X_Bj為第j個工藝球頭的球心的理論坐標值，[f_j4,f_j5,f_j6]當前載荷樣本對應的第j個六軸數(shù)控定位器的轉(zhuǎn)動量，j＝1，2，……，w，w為六軸數(shù)控定位器的個數(shù)。

4.如權利要求3所述的基于六軸數(shù)控定位器的飛機壁板裝配變形的數(shù)字化校正方法，其特征在于，所述步驟(5)中包括：

(5-1)將所有載荷樣本作用下的各個檢測點的位置誤差組合得到檢測點誤差矩陣，將所有載荷樣本作用下的各個工藝球頭的球心的位置及轉(zhuǎn)動誤差組合得到球心誤差矩陣；

(5-2)對檢測點誤差矩陣和球心誤差矩陣進行標準化處理，并根據(jù)標準處理后的檢測點誤差矩陣和球心誤差矩陣，采用偏最小二乘回歸建模方法得到飛機壁板裝配變形的數(shù)字化校正模型：

η＝Aε+η_const，

其中，η為六軸數(shù)控定位器的校形數(shù)據(jù)，ε為各個檢測點的位置誤差，A為系數(shù)矩陣，_ηconst為常數(shù)項。