[發(fā)明專利]一種基于溫度補(bǔ)償?shù)臄?shù)字化工裝飛機(jī)坐標(biāo)系標(biāo)定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110506164.1
• 申請(qǐng)日: 2021-05-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113405452B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 巴曉甫;王新峰;劉航;劉若璇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中航西安飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/00
• 分類號(hào): G01B11/00
• 代理公司: 中國(guó)航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

1.一種基于溫度補(bǔ)償?shù)臄?shù)字化工裝飛機(jī)坐標(biāo)系標(biāo)定方法，其特征在于數(shù)字化工裝飛機(jī)坐標(biāo)系由ERS點(diǎn)群的坐標(biāo)標(biāo)定，ERS點(diǎn)群包括ERS基礎(chǔ)點(diǎn)群和ERS增強(qiáng)點(diǎn)群，ERS基礎(chǔ)點(diǎn)群包含3個(gè)ERS點(diǎn)，分別為ERS1、ERS2、ERS3，ERS增強(qiáng)點(diǎn)群包含ERS點(diǎn)的數(shù)量不限，ERS點(diǎn)群包絡(luò)數(shù)字化工裝，包含以下步驟：

步驟1定義ERS點(diǎn)群在CAD全局坐標(biāo)系{C}的設(shè)計(jì)坐標(biāo)

步驟2按照設(shè)計(jì)坐標(biāo)在數(shù)字化工裝上設(shè)置ERS點(diǎn)群；

步驟3記錄數(shù)字化工裝的熱脹冷縮系數(shù)：C；

步驟4記錄標(biāo)定飛機(jī)坐標(biāo)系{P}時(shí)的環(huán)境溫度：WE；

步驟5定義標(biāo)定飛機(jī)坐標(biāo)系{P}時(shí)的參考溫度為：RF；

步驟6記錄ERS點(diǎn)群在WE溫度相對(duì)于測(cè)量設(shè)備坐標(biāo)系{M}的實(shí)際坐標(biāo)

步驟7求出WE與RF的差值

步驟8構(gòu)建溫度補(bǔ)償系數(shù)δ：

步驟9定義工裝坐標(biāo)系{T}：工裝坐標(biāo)系{T}的原點(diǎn)設(shè)置在ERS1點(diǎn)，工裝坐標(biāo)系{T}的X向設(shè)為向量的指向，工裝坐標(biāo)系{T}的OXY面設(shè)為向量和向量所構(gòu)成的平面，工裝坐標(biāo)系{T}的Z向設(shè)為向量經(jīng)右手定則旋轉(zhuǎn)到向量時(shí)大拇指的指向；

步驟10構(gòu)建ERS基礎(chǔ)點(diǎn)群經(jīng)溫度補(bǔ)償后相對(duì)于工裝坐標(biāo)系{T}的擬合坐標(biāo)包含以下步驟：

10-1求出向量的模量

10-2求出向量的模量

10-3求出向量與向量的夾角Θ：

10-4構(gòu)建虛位移

10-5構(gòu)建ERS基礎(chǔ)點(diǎn)群經(jīng)溫度補(bǔ)償后相對(duì)于工裝坐標(biāo)系{T}的擬合坐標(biāo)

步驟11在RF溫度，構(gòu)建工裝坐標(biāo)系{T}相對(duì)于飛機(jī)坐標(biāo)系{P}的位姿包含以下步驟：

11-1構(gòu)建工裝坐標(biāo)系{T}的X向在飛機(jī)坐標(biāo)系{P}的方向余弦：

將式10的結(jié)果代入式11，求出工裝坐標(biāo)系{T}的X向在飛機(jī)坐標(biāo)系{P}的方向余弦：

11-2構(gòu)建工裝坐標(biāo)系{T}的Z向在飛機(jī)坐標(biāo)系{P}的方向余弦：

將式12的結(jié)果代入式13，求出工裝坐標(biāo)系{T}的Z向在飛機(jī)坐標(biāo)系{P}的方向余弦：

11-3構(gòu)建工裝坐標(biāo)系{T}的Y向在飛機(jī)坐標(biāo)系{P}的方向余弦：

將式14的結(jié)果代入式15，求出工裝坐標(biāo)系{T}的Y向在飛機(jī)坐標(biāo)系{P}的方向余弦：

11-4在RF溫度，構(gòu)建工裝坐標(biāo)系{T}相對(duì)于飛機(jī)坐標(biāo)系{P}的位姿

步驟12在RF溫度，構(gòu)建設(shè)備坐標(biāo)系{M}相對(duì)于工裝坐標(biāo)系{T}的位姿包含以下步驟：

12-1構(gòu)建ERS基礎(chǔ)點(diǎn)群所構(gòu)成平面的法向量在設(shè)備坐標(biāo)系{M}的方向余弦：

將式17的結(jié)果帶入式18，求出ERS基礎(chǔ)點(diǎn)群所構(gòu)成平面的法向量在設(shè)備坐標(biāo)系{M}的方向余弦：

12-2構(gòu)建ERS基礎(chǔ)點(diǎn)群在RF溫度相對(duì)于設(shè)備坐標(biāo)系{M}的補(bǔ)償坐標(biāo)：

12-3構(gòu)建設(shè)備坐標(biāo)系{M}在RF溫度相對(duì)于工裝坐標(biāo)系{T}的補(bǔ)償位姿

步驟13求出ERS點(diǎn)群在RF溫度相對(duì)于飛機(jī)坐標(biāo)系{P}的標(biāo)定坐標(biāo)

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于溫度補(bǔ)償?shù)臄?shù)字化工裝飛機(jī)坐標(biāo)系標(biāo)定方法，其特征在于所述的ERS點(diǎn)群設(shè)置在數(shù)字化工裝中的高剛度結(jié)構(gòu)上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于溫度補(bǔ)償?shù)臄?shù)字化工裝飛機(jī)坐標(biāo)系標(biāo)定方法，其特征在于ERS基礎(chǔ)點(diǎn)群中以向量和向量為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形以二維平面形式包絡(luò)數(shù)字化工裝，且的模量大于的模量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于溫度補(bǔ)償?shù)臄?shù)字化工裝飛機(jī)坐標(biāo)系標(biāo)定方法，其特征在于ERS增強(qiáng)點(diǎn)群按照均勻間隔設(shè)置于數(shù)字化工裝上，ERS基礎(chǔ)點(diǎn)群和ERS增強(qiáng)點(diǎn)群以三維立體形式包絡(luò)數(shù)字化工裝。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于溫度補(bǔ)償?shù)臄?shù)字化工裝飛機(jī)坐標(biāo)系標(biāo)定方法，其特征在于所述的ERS點(diǎn)是通過(guò)球面擬合、圓面擬合、三棱鏡擬合、或者柱面和平面綜合擬合后所獲得的幾何點(diǎn)。