[發明專利]通過優選與構造測量點提高零組件局部位姿精度的方法

有效

• 申請號: 202110507306.6
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN113405497B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 巴曉甫;侶勝武;張瑩瑩;楊曉鋒
• 申請（專利權）人: 中航西安飛機工業集團股份有限公司
• 主分類號: G01B21/00
• 分類號: G01B21/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發明公開了一種通過優選與構造測量點提高零組件局部位姿精度的方法，依據零組件上兩種不同位置公差的測量點在調姿定位前的坐標和調姿定位后的坐標，通過構建變換矩陣，將初始位置處零組件及其不同位置公差測量點匹配到目標位置處，并獲得調姿定位后零組件上測量點的構造點及其坐標。通過構建優選判據，從構造點中獲取優選測量點，針對優選測量點再次構建修正變換矩陣，通過修正變換矩陣將調姿定位前的零組件及其優選測量點修正匹配到目標位置處，獲得調姿定位后的零組件上優選測量點的修正構造點及其坐標。

技術領域

本申請涉及飛機數字化測量領域，具體是指飛機零組件調姿定位工藝中的數字化測量及數據處理技術。

背景技術

零組件的調姿，是指零組件繞坐標系XYZ三個軸的轉動；零組件的定位，是指零組件繞坐標系XYZ三個軸的移動。通過調姿定位，能夠唯一確定飛機零組件的位置和姿態，實現飛機零組件的高精度裝配。

飛機是由大量的零組件經調姿定位裝配而成的。一些零組件在調姿定位裝配時，在滿足基本的整體精度前提下還需要滿足更高的局部精度。例如，用于提升飛機升力的襟翼，它不是一個固定的零組件，而是一個含有運動機構的活動零組件，當飛機起飛時，為了增大飛機的升力，襟翼要從機翼伸出來，以增加機翼的受力面積，飛機平飛時，為了減少飛機的阻力，襟翼要縮進機翼里，飛機降落時，為了增大飛機的升力，又需要將襟翼從機翼伸出來。由此可見，襟翼不僅需要滿足氣動外形的整體精度，更需要滿足其伸縮機構運動的局部精度，一般而言，局部精度要遠高于整體精度，并且需要優先滿足局部精度。

為了滿足飛機零組件在調姿定位裝配過程中的局部精度，需要在飛機零組件局部設置不少于四個精度較高的測量點，在其它區域設置不少于一個精度較低的測量點，用局部測量點的坐標來評價零組件的局部精度，用含有局部測量點和非局部測量點的坐標來評價零組件的整體精度。為了實現飛機零組件調姿定位的局部精度，當前所采用的技術方案有：一是通過對零組件局部結構的校形，以滿足局部精度，這種方法雖然可行，但是效率較低，成本較高，而且大部分情況下只能校正部分測量點的位置；二是設置局部保形工裝，通過高剛度的保形工裝來控制零組件局部的變形，該方法不僅成本很高，而且由于保型架伴隨著零組件，使得零組件調姿定位的實施空間受到很大影響。

發明內容

為了使零組件在調姿定位過程中滿足整體精度前提下保證較高的局部精度，發明了提升零組件調姿定位局部精度的測量點優選與構造方法，在不對零組件局部進行校形和保形的前提下，通過對零組件上測量點坐標數據的分析，通過測量點的優選與構造來提高零組件調姿定位的局部精度。

本發明采用以下技術方案：

通過優選與構造測量點提高零組件局部位姿精度的方法，其特征在于零組件上設置有n個測量點，n≥5，n個測量點中包含有m個δ公差測量點和p個η公差測量點，n＝m+p，nm≥4，ηδ，測量點在零組件調姿定位前稱之為初始點，在調姿定位后稱之為目標點，提高零組件局部調姿定位精度的測量點優選與構造方法，包含以下步驟：

步驟1測量獲取m個δ公差的初始點相對于參考坐標系{R}的坐標集A¹：

步驟2獲取p個η公差的初始點相對于參考坐標系{R}的坐標集B¹：

步驟3構建固連在零組件上的局部坐標系{D}，獲取初始點相對于局部坐標系{D}的坐標，包含以下步驟：

3-1以m個δ公差的初始點的形心設為局部坐標系{D}的原點；

3-2以原點為起點，分別以m個δ公差的初始點為終點，得到m個矢量，以矢量中模數最大的矢量作為局部坐標系{D}的x向；

3-3將其余m-1個矢量分別與x向的矢量做叉積，得到的新的m-1個矢量，以新的m-1個矢量中模數最大的矢量作為局部坐標系{D}的z向；