[發(fā)明專(zhuān)利]綜合熱變形與重力變形的大型飛機(jī)上復(fù)雜部件的裝配方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011188883.5
• 申請(qǐng)日: 2020-10-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112307562B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梅標(biāo);楊永泰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 泉州裝備制造研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/15
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/15;G06F30/20;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 何彬

1.一種綜合熱變形與重力變形的大型飛機(jī)上復(fù)雜部件的裝配方法，包括調(diào)姿定位步驟與安裝固定步驟，其特征在于，所述調(diào)姿定位步驟包括以下步驟：離散處理步驟，將所述復(fù)雜部件與其三維模型上的關(guān)鍵特征離散成關(guān)鍵特征點(diǎn)集；坐標(biāo)測(cè)量步驟，獲取所述復(fù)雜部件與將經(jīng)調(diào)姿定位達(dá)到目標(biāo)位姿狀態(tài)下的所述三維模型上關(guān)鍵特征點(diǎn)的坐標(biāo)值；仿真求解步驟，基于所述三維模型與當(dāng)前裝配環(huán)境溫度，利用有限元分析模型計(jì)算裝配環(huán)境溫度和重力作用所造成的關(guān)鍵特征點(diǎn)的坐標(biāo)偏差；參數(shù)修正步驟，基于所述仿真求解步驟所獲取的坐標(biāo)偏差，對(duì)從所述復(fù)雜部件上測(cè)得的關(guān)鍵特征點(diǎn)坐標(biāo)值進(jìn)行修正；計(jì)算步驟，基于經(jīng)修正之后的復(fù)雜部件上關(guān)鍵特征點(diǎn)的坐標(biāo)值與所述三維模型上的關(guān)鍵特征點(diǎn)的坐標(biāo)值，計(jì)算出用于將所述復(fù)雜部件調(diào)姿定位至所述目標(biāo)位姿的位姿調(diào)整矩陣T；

所述計(jì)算出用于將所述復(fù)雜部件調(diào)姿定位至所述目標(biāo)位姿的位姿調(diào)整矩陣T的步驟包括以下步驟：(1)、基于三維點(diǎn)匹配原理，采用最小二乘法，構(gòu)建所述復(fù)雜部件與所述三維模型上關(guān)鍵特征點(diǎn)對(duì)的位姿調(diào)整優(yōu)化模型J，其中，n為所離散出關(guān)鍵特征點(diǎn)對(duì)的數(shù)量，R與P對(duì)應(yīng)地為位姿調(diào)整矩陣T的旋轉(zhuǎn)分量與平移分量，KCs^measued為裝配坐標(biāo)系下且經(jīng)修正之后的所述復(fù)雜部件上關(guān)鍵特征點(diǎn)的坐標(biāo)值，KCs^datum為裝配坐標(biāo)系下所述三維模型上關(guān)鍵特征點(diǎn)坐標(biāo)的坐標(biāo)值；(2)、融合線性SVD和非線性L-M算法，對(duì)所述位姿調(diào)整優(yōu)化模型J進(jìn)行求解，獲取最優(yōu)位姿調(diào)整矩陣T。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝配方法，其特征在于：在所述仿真求解步驟中，先利用線性SVD算法對(duì)所述位姿調(diào)整優(yōu)化模型J進(jìn)行求解，獲取最優(yōu)位姿調(diào)整矩陣T，預(yù)估出所述位姿調(diào)整矩陣T的預(yù)估值；再以所述預(yù)估值為初始值，融合線性SVD和非線性L-M算法，對(duì)所述位姿調(diào)整優(yōu)化模型J進(jìn)行求解。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝配方法，其特征在于：按照預(yù)設(shè)重要性對(duì)不同關(guān)鍵特征點(diǎn)對(duì)賦予權(quán)重，獲取經(jīng)修正之后的位姿調(diào)整優(yōu)化模型J1：，其中，六元組S＝[X,Y,Z,A,B,C]，X,Y,Z為平移分量P的參數(shù)，A,B,C為用ZYX歐拉角參數(shù)表征的旋轉(zhuǎn)分量R的參數(shù)；以六元組S與坐標(biāo)值KCs^measued為參數(shù)的函數(shù)，ω_i為第i個(gè)關(guān)鍵特征點(diǎn)對(duì)的權(quán)重。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝配方法，其特征在于：在所述參數(shù)修正步驟中，基于下式計(jì)算經(jīng)修正之后的所述復(fù)雜部件上關(guān)鍵特征點(diǎn)的坐標(biāo)值KCs^measured；其中，KCs₀^measured為對(duì)所述復(fù)雜部件上關(guān)鍵特征點(diǎn)坐標(biāo)的直接測(cè)量值，為仿真獲得由裝配環(huán)境溫度所造成的坐標(biāo)值偏差，為仿真獲得由重力所造成的坐標(biāo)值偏差。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝配方法，其特征在于：所述復(fù)雜部件為壁板，基于多臺(tái)沿所述壁板的展向間隔預(yù)定間距布置的數(shù)控調(diào)姿定位裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述數(shù)控調(diào)姿定位裝置包括用于與設(shè)于所述壁板的外板面上的支撐球頭構(gòu)成球頭鉸接的球頭鎖緊機(jī)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝配方法，其特征在于，所述調(diào)姿定位步驟包括以下步驟：基于公式JPs^desired＝T*JPs^current計(jì)算用于將飛機(jī)結(jié)構(gòu)調(diào)整至所述目標(biāo)位姿時(shí)各數(shù)控調(diào)整定位裝置上支撐球頭的球心坐標(biāo)JPs^desired，JPs^current為裝配坐標(biāo)系下各數(shù)控調(diào)整定位裝置上支撐球頭的球心坐標(biāo)的測(cè)量值。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝配方法，其特征在于：若所述壁板與同一數(shù)控調(diào)姿定位裝置耦接的支撐球頭數(shù)量為兩個(gè)以上，則將該兩個(gè)以上的支撐球頭的固連位置中心連線及其延長(zhǎng)線上的多個(gè)點(diǎn)作為所述關(guān)鍵特征點(diǎn)；若所述壁板與同一數(shù)控調(diào)姿定位裝置耦接的支撐球頭數(shù)量為一個(gè)上，則至少將該支撐球頭的固連位置中心點(diǎn)作為所述關(guān)鍵特征點(diǎn)。