[發(fā)明專利]一種壁板組件與骨架位姿協(xié)調(diào)方法

有效

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• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號(hào): CN113065259B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梅標(biāo);楊永泰;徐大偉;王盟圣
• 申請（專利權(quán)）人: 泉州裝備制造研究所
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F30/15;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 泉州市文華專利代理有限公司 35205
• 代理人: 陳雪瑩

本發(fā)明提供一種壁板組件與骨架位姿協(xié)調(diào)方法，包括：計(jì)算飛機(jī)翼盒各個(gè)翼肋處裝配間隙；獲取消除翼盒熱彈變形后的壁板關(guān)鍵特征點(diǎn)的測量數(shù)據(jù)和骨架關(guān)鍵特征點(diǎn)的測量數(shù)據(jù)基于壁板與骨架關(guān)鍵特征點(diǎn)集三維協(xié)調(diào)誤差的加權(quán)范數(shù)構(gòu)建最小二乘目標(biāo)函數(shù)F_obj；結(jié)合多區(qū)域裝配間隙的加權(quán)范數(shù)，重構(gòu)翼盒壁板與骨架位姿協(xié)調(diào)目標(biāo)函數(shù)求解使翼盒壁板與骨架關(guān)鍵特征點(diǎn)集協(xié)調(diào)誤差加權(quán)范數(shù)以及多區(qū)域裝配間隙加權(quán)范數(shù)綜合評價(jià)指標(biāo)最小化的位姿協(xié)調(diào)參數(shù)，作為最優(yōu)位姿協(xié)調(diào)參數(shù)輸出結(jié)果。采用本發(fā)明方法可以快速準(zhǔn)確的獲得壁板與骨架之間的位姿協(xié)調(diào)參數(shù)，為后續(xù)裝配間隙抑制和裝配偏差控制提供可靠的依據(jù)，提高飛機(jī)裝配質(zhì)量和效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及飛機(jī)裝配領(lǐng)域，尤其涉及一種改進(jìn)的飛機(jī)翼盒壁板組件與骨架位姿協(xié)調(diào)方法。

背景技術(shù)

在飛機(jī)機(jī)翼翼盒數(shù)字化裝配系統(tǒng)中，采用壁板調(diào)姿定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)壁板與骨架的位姿協(xié)調(diào)與對合，首先基于最佳匹配原理計(jì)算位姿協(xié)調(diào)參數(shù)，然后通過多數(shù)控定位器協(xié)同運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)壁板位姿調(diào)整及其與翼盒骨架的對合操作。但大型飛機(jī)翼盒零組件尺寸大、幾何外形復(fù)雜，極易受溫度等影響產(chǎn)生變形，導(dǎo)致翼盒裝配間隙的出現(xiàn)，且壁板與骨架之間的裝配間隙呈多區(qū)域分布的特點(diǎn)，對合時(shí)如果壁板與翼盒骨架的相對位姿狀態(tài)不佳，可能導(dǎo)致翼盒局部區(qū)域裝配間隙較大。現(xiàn)有技術(shù)中，有關(guān)飛機(jī)翼盒壁板與骨架位姿協(xié)調(diào)算法中，未能充分考慮各種變形因素對翼盒裝配的綜合影響，無法精確計(jì)算出有效的裝配位姿協(xié)調(diào)參數(shù)，導(dǎo)致最終裝配效果不佳。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，在于提供一種壁板組件與骨架位姿協(xié)調(diào)方法，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化位姿協(xié)調(diào)參數(shù)的精準(zhǔn)、快速查找，提高裝配效率和裝配質(zhì)量。

本發(fā)明提供了一種壁板組件與骨架位姿協(xié)調(diào)方法，包括：

步驟S1、計(jì)算飛機(jī)翼盒各個(gè)翼肋處裝配間隙S_gap(j)；

步驟S2、獲取消除翼盒熱彈變形后的壁板關(guān)鍵特征點(diǎn)的測量數(shù)據(jù)和骨架關(guān)鍵特征點(diǎn)的測量數(shù)據(jù)

步驟S3、基于壁板與骨架關(guān)鍵特征點(diǎn)集三維協(xié)調(diào)誤差的加權(quán)范數(shù)構(gòu)建最小二乘目標(biāo)函數(shù)F_obj，所述最小二乘目標(biāo)函數(shù)F_obj為：

其中，ω_i為翼盒上第i個(gè)關(guān)鍵特征點(diǎn)的權(quán)重值，S表示位姿協(xié)調(diào)六元組參數(shù)，S＝(x,y,z,α,β,γ)，x,y,z表示剛體位置，α,β,γ表示剛體姿態(tài)，n表示翼盒關(guān)鍵特征點(diǎn)總個(gè)數(shù)；

步驟S4、結(jié)合多區(qū)域裝配間隙的加權(quán)范數(shù)，重構(gòu)翼盒壁板與骨架位姿協(xié)調(diào)目標(biāo)函數(shù)所述翼盒壁板與骨架位姿協(xié)調(diào)目標(biāo)函數(shù)為：

其中，υ_j為第j個(gè)區(qū)域的裝配間隙的權(quán)重值，為翼盒裝配間隙的加權(quán)范數(shù)的權(quán)重值，ψ為關(guān)鍵特征點(diǎn)集三維協(xié)調(diào)誤差的加權(quán)范數(shù)的權(quán)重值，w表示裝配間隙區(qū)域總個(gè)數(shù)。

步驟S5、求解使翼盒壁板與骨架關(guān)鍵特征點(diǎn)集協(xié)調(diào)誤差加權(quán)范數(shù)以及多區(qū)域裝配間隙加權(quán)范數(shù)綜合評價(jià)指標(biāo)最小化的位姿協(xié)調(diào)參數(shù)S_opt＝[x_opt,y_opt,z_opt,α_opt,β_opt,γ_opt]，作為最優(yōu)位姿協(xié)調(diào)參數(shù)輸出結(jié)果。

進(jìn)一步的，所述裝配間隙S_gap(j)的計(jì)算公式如下：

S_gap(j)＝∫[C_panel(x)-C_rib(x)]dx；

其中，C_panel為飛機(jī)翼盒翼肋處的壁板內(nèi)形輪廓，C_rib為對應(yīng)翼肋處的外形輪廓。