[发明专利]一种用于飞机数字化装配的自动化测量方法

权利要求书

1.一种用于飞机数字化装配的自动化测量方法，其特征在于，包括：

（1）测量准备工作，如下：

（a）在飞机数字化装配系统中，将数控定位器的零点位置设定为数控定位器的光栅读数为零时,数控定位器支撑球窝中心在装配坐标系下的坐标，

（b）飞机部件的检测点上安装激光跟踪仪测量用反射镜，

（c）设定激光跟踪仪的安装位置，测量公共观测点在激光跟踪仪的测量坐标系中的坐标值，并对公共观测点在测量坐标系中的坐标值与在装配坐标系中的坐标值进行点匹配转站计算，使激光跟踪仪的测量坐标系与公共观测点所标识的装配坐标系一致；

（2）由飞机数学模型获取飞机坐标系下工艺球头球心坐标的设计值，获取装配坐标系下数控定位器支撑球窝中心的坐标值，并根据飞机坐标系下工艺球头球心坐标的设计值和装配坐标系下数控定位器支撑球窝中心的坐标值计算将飞机坐标系下的坐标值转化为装配坐标系下的坐标值的旋转矩阵和平移矩阵；

（3）从飞机数学模型中获取各个检测点在飞机坐标系下的坐标值，并根据所述旋转矩阵和平移矩阵，将各个检测点在飞机坐标系下的坐标值转化到装配坐标系下，得到各个检测点在装配坐标系下的理论坐标值；

（4）对于每个检测点，激光跟踪仪根据该检测点在装配坐标系下的理论坐标值，进行自动搜索反射镜，测量得到该检测点在装配坐标系下的精确坐标值，完成自动化测量。

2.如权利要求1所述的用于飞机数字化装配的自动化测量方法，其特征在于，所述步骤（2）中根据飞机坐标系下工艺球头球心坐标的设计值和装配坐标系下数控定位器支撑球窝中心的坐标值，采用最小二乘拟合方法确定飞机部件在装配坐标系下的旋转矩阵和平移矩阵。

3.如权利要求2所述的用于飞机数字化装配的自动化测量方法，其特征在于，所述步骤（2）中装配坐标系下数控定位器支撑球窝中心的坐标值为定位器的零点位置和数控定位器的光栅读数之和。

4.如权利要求3所述的用于飞机数字化装配的自动化测量方法，其特征在于，所述步骤（2）中通过以下步骤确定飞机部件在装配坐标系下的旋转矩阵和平移向量：

（2-1）根据飞机坐标系下工艺球头球心坐标的设计值和装配坐标系下数控定位器的坐标值，建立以下最小二乘关系式：

Σ2=(Σi=1n||pBi-(RpAi+T)||2),]]>

其中，p_Ai为飞机坐标系下工艺球头球心坐标的设计值，P_Bi为装配坐标系式下数控定位器支撑球窝中心的坐标值，R为旋转矩阵，T为平移向量；

（2-2）基于矩阵奇异值分解法，以Σ²取得最小值求解最小二乘关系，得到旋转矩阵和平移向量。

5.如权利要求4所述的用于飞机数字化装配的自动化测量方法，其特征在于，所述步骤（3）根据公式：

p_Di＝Rp_Ci+T，

将第i个检测点在飞机坐标系下的坐标值p_Ci转化到装配坐标系下，得到各个检测点在装配坐标系下的理论坐标值p_Di，i=1,2,……n，n为检测点的个数。