[發明專利]一種飛機部件加工基準確定方法

有效

• 申請號: 202111037727.3
• 申請日: 2021-09-06
• 公開（公告）號: CN113467372B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 勾江洋;陳雪梅;匡勇;李櫟森;劉元吉;馮若琪;潘雨;葉翔宇
• 申請（專利權）人: 成都飛機工業（集團）有限責任公司
• 主分類號: G05B19/401
• 分類號: G05B19/401
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 肖宇揚

1.一種飛機部件加工基準確定方法，其特征在于，包括以下步驟：

在所述飛機部件上設計N個預留的基準孔，所述基準孔孔心布置均不在所述飛機部件的同一平面內；其中，N為基準孔數量，N≥4；

獲取所述飛機部件的基準孔孔心的實測數據和理論數據，具體包括以下步驟：

步驟S1：建立機床坐標系C2，通過數控機床基于所述機床坐標系C2測量所述飛機部件上的基準孔孔心，所述基準孔孔心實測點集合記為{Q_i=[X_qi Y_qi Z_qi]^T|Q_i∈Q,i=1,2,...,n}；其中，Q_i為基準孔孔心實測點，Q為基準孔孔心實測點集合；

步驟S2：建立飛機坐標系C1，并基于所述飛機坐標系C1獲取實測的所述基準孔孔心對應的理論值，所述基準孔孔心理論點集合記為{P_i=[X_pi Y_pi Z_pi]^T|P_i∈P,i=1,2,...,n}；其中，P_i為基準孔孔心理論點，P為基準孔孔心理論點集合；

步驟S3：根據所述基準孔孔心理論位置與實測位置之間的對應關系，整理實測數據點和理論數據點，使得測量的每處基準孔孔心均有一數據對；其中，所述數據對為所述基準孔孔心對應的實測數據和理論數據；

基于所述基準孔孔心的實測數據和理論數據，構建基準孔孔心實測點集合和基準孔孔心理論點集合之間的轉換關系矩陣和評價函數；

根據所述評價函數和所述轉換關系矩陣，使用奇異值分解法計算求解獲得使得所述評價函數取值最小的匹配轉換關系矩陣R,t；其中，R為基準孔孔心實測點到理論點的旋轉矩陣，t為基準孔孔心實測點到理論點的平移矩陣；

根據所述匹配轉換關系矩陣R,t，計算出每個基準孔孔心實測點位的轉換殘差Ei；

判斷所有基準孔孔心的轉換殘差Ei是否小于等于閾值e，若否，則剔除轉換殘差Ei最大的數據對，并使用剩余的數據對返回所述基于所述基準孔孔心的實測數據和理論數據，構建基準孔孔心實測點集合和基準孔孔心理論點集合之間的轉換關系矩陣和評價函數的步驟，直至所有基準孔孔心的轉換殘差Ei均小于等于閾值e，獲取最終轉換關系矩陣R?,t?。

2.如權利要求1所述的一種飛機部件加工基準確定方法，其特征在于，所述基準孔孔心為基準孔凸臺小平面與基準孔軸線相交得到，其中所述基準孔凸臺小平面通過在基準孔凸臺上取M個測量點擬合得到，所述基準孔軸線為基準孔內壁上取K個測量點擬合圓柱的軸線，分R層，每層S個，滿足以下關系：

。

3.如權利要求2所述的一種飛機部件加工基準確定方法，其特征在于，所述基準孔凸臺厚度H滿足8mm≥H≥4mm，所述基準孔孔徑D滿足20mm≥D≥4mm，所述基準孔間距要求為：至少有3個所述基準孔之間相互間距L滿足2000mm≥L≥200mm。

4.如權利要求1所述的一種飛機部件加工基準確定方法，其特征在于，所述數據對的數量大于等于4。

5.如權利要求1所述的一種飛機部件加工基準確定方法，其特征在于，所述評價函數的表達式為：

式中，P_i為基準孔孔心理論點，Q_i為基準孔孔心實測點。

6.如權利要求5所述的一種飛機部件加工基準確定方法，其特征在于，所述根據所述匹配轉換關系矩陣R,t，計算出每個基準孔孔心實測點位的轉換殘差Ei，具體包括：

根據所述匹配轉換關系矩陣R,t，將基準孔孔心實測點Q_i轉換到所述飛機坐標系C1下，記為Q_i?=R*Q_i-t；式中，Q_i?為基準孔孔心實測點Q_i經轉換后在飛機坐標系C1下的表示；

計算每個基準孔孔心實測點位的轉換殘差Ei=||P_i-Q_i?||₂。