[發(fā)明專利]一種機(jī)翼加工過程的外翼調(diào)姿定位系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107487456A
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張亞卓;吳云帥
• 申請（專利權(quán)）人: 成都立航科技有限公司
• 主分類號: B64F5/10
• 分類號: B64F5/10;B64F5/50
• 代理公司: 成都金英專利代理事務(wù)所(普通合伙)51218
• 代理人: 袁英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)翼加工領(lǐng)域，尤其是一種機(jī)翼加工過程的外翼調(diào)姿定位系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

機(jī)翼加工是飛機(jī)大部件裝配的重要環(huán)節(jié)之一，對提高機(jī)翼裝配準(zhǔn)確度以及機(jī)翼與其它部件的協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度具有十分重要的作用。空間姿態(tài)調(diào)整作為提高機(jī)翼精加工質(zhì)量的重要手段，是機(jī)翼精加工的基礎(chǔ)性環(huán)節(jié)，而姿態(tài)計算則是進(jìn)行空間位姿調(diào)整的基礎(chǔ)，因此，實現(xiàn)機(jī)翼精加工姿態(tài)的精確計算具有重要實用價值。目前國內(nèi)外現(xiàn)有的就機(jī)翼精加工而言，由于其產(chǎn)品對象的曲面封閉結(jié)構(gòu)以及精加工型架的結(jié)構(gòu)緊湊性特點，使得在機(jī)翼上不易布置位姿表達(dá)點，并使用激光跟蹤儀對這些空間點進(jìn)行測量，從而造成該方法的難以使用；另一方面，翼面水平測量作為機(jī)翼精加工過程中必不可少的環(huán)節(jié)，其測量值能夠反映出機(jī)翼位姿信息，但由于這種測量所測得的點并非翼面上預(yù)先布置的確定點，而是依賴于機(jī)翼實際位姿的某一隨機(jī)點，此時，無法預(yù)知測量點的理論坐標(biāo)值，也不能對機(jī)翼講過過程的姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種機(jī)翼加工過程的外翼調(diào)姿定位系統(tǒng)及方法。實現(xiàn)在機(jī)翼的加工過程中，對機(jī)翼位置的實時采集，并通過調(diào)整裝置進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種機(jī)翼加工過程的外翼調(diào)姿定位系統(tǒng)，其特征在于，它包括：數(shù)據(jù)采集模塊、調(diào)姿運動解析模塊、控制模塊和人機(jī)交互模塊；所述的數(shù)據(jù)采集模塊與調(diào)姿運動解析模塊相連接，調(diào)姿運動解析模塊與控制模塊相連接，控制模塊和人機(jī)交互模塊相連接。

優(yōu)選的，所述的數(shù)據(jù)采集模塊，包括至少3個機(jī)翼測量點和在每個測量點上所設(shè)置的激光跟蹤儀以及數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)庫。

優(yōu)選的，所述的數(shù)據(jù)采集模塊的機(jī)翼測量點上設(shè)置有激光跟蹤儀，激光跟蹤儀的數(shù)據(jù)輸出端與數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)輸入端相連接。

優(yōu)選的，所述的調(diào)姿運動解析模塊包括：坐標(biāo)值對比單元、運動分析單元、方程解析單元、運動軌跡預(yù)測單元和數(shù)據(jù)仿真單元。

優(yōu)選的，所述的坐標(biāo)值對比單元的數(shù)據(jù)輸入端分別與數(shù)據(jù)采集模塊的數(shù)據(jù)輸出端和運動分析單元的數(shù)據(jù)輸出端相連，坐標(biāo)值對比單元的數(shù)據(jù)輸出端與運動軌跡預(yù)測單元的數(shù)據(jù)輸入端相連，運動軌跡預(yù)測單元的數(shù)據(jù)輸出端與方程解析單元的數(shù)據(jù)輸入端相連，方程解析單元的數(shù)據(jù)輸出端與數(shù)據(jù)仿真單元的數(shù)據(jù)輸入端相連，數(shù)據(jù)仿真單元的數(shù)據(jù)輸出端分別與運動軌跡預(yù)測單元的數(shù)據(jù)輸入端和運動分析單元的數(shù)據(jù)輸入端相連，運動分析單元與控制模塊互聯(lián)。

優(yōu)選的，所述的調(diào)姿運動解析模塊的數(shù)據(jù)來源是數(shù)據(jù)采集模塊所采集的數(shù)據(jù)和控制模塊的偏差反饋；并產(chǎn)生是運動步長指令和調(diào)姿完成指令。

優(yōu)選的，所述的控制模塊包括：運動控制單元和數(shù)控定位單元；所述的運動控制單元與調(diào)姿運動解析模塊的運動分析單元互聯(lián)，運動控制單元與數(shù)控定位單元互聯(lián)。

一種機(jī)翼加工過程的外翼調(diào)姿定位方法包括：

S1當(dāng)前機(jī)翼實際姿態(tài)的數(shù)據(jù)采集：對待加工機(jī)翼的位置、姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；

S2調(diào)姿運動的數(shù)據(jù)解析及調(diào)整：將待加工機(jī)翼位置、姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整；

S3對數(shù)控定位柱進(jìn)行運動控制。

優(yōu)選的，所述的當(dāng)前機(jī)翼實際姿態(tài)的數(shù)據(jù)采集包括：

S101在機(jī)翼上布置機(jī)翼測量點；

S102在機(jī)翼測量點上安裝激光跟蹤儀；

S103通過激光跟蹤儀確定機(jī)翼在坐標(biāo)系中所處的位置、姿態(tài)；

S104將激光跟蹤儀采集的位置及姿態(tài)信息數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)庫中。

優(yōu)選的，所述的調(diào)姿運動的數(shù)據(jù)解析及調(diào)整，是根據(jù)激光跟蹤儀所采集的位置、姿態(tài)數(shù)據(jù)和偏差反饋，產(chǎn)生運動步長指令和調(diào)姿完成指令，具體為：

S201將采集的機(jī)翼的坐標(biāo)值數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比；

S202判斷坐標(biāo)值誤差是否超出設(shè)定范圍，若誤差沒有超出設(shè)定范圍，則調(diào)姿完成；反之超出誤差設(shè)定范圍；

S203進(jìn)行運動軌跡預(yù)測，并對運動方程進(jìn)行解析，通過數(shù)據(jù)軟件進(jìn)行仿真并將仿真數(shù)據(jù)，通過運動分析上傳至控制模塊，對機(jī)翼在坐標(biāo)系中所處的位置、姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整；

S204通過控制模塊的偏差反饋，再進(jìn)行坐標(biāo)值對比，將采集的機(jī)翼的坐標(biāo)值數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，若誤差沒有超出設(shè)定范圍，則調(diào)姿完成；反之重復(fù)上述步驟。

優(yōu)選的，所述的對數(shù)控定位柱進(jìn)行運動控制，是根據(jù)運動量參數(shù)對數(shù)控定位柱進(jìn)行運動控制；使每個軸的每步運動均能滿足上位機(jī)的指令要求；同時也采集現(xiàn)場的實時反饋以便進(jìn)行修正。

本發(fā)明的有益效果是：實現(xiàn)在機(jī)翼的加工過程中，對機(jī)翼位置的實時采集，并通過調(diào)整裝置進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整。