[发明专利]一种壁板组件与骨架位姿协调方法

说明书

本发明提供一种壁板组件与骨架位姿协调方法，包括：计算飞机翼盒各个翼肋处装配间隙；获取消除翼盒热弹变形后的壁板关键特征点的测量数据和骨架关键特征点的测量数据基于壁板与骨架关键特征点集三维协调误差的加权范数构建最小二乘目标函数F_obj；结合多区域装配间隙的加权范数，重构翼盒壁板与骨架位姿协调目标函数求解使翼盒壁板与骨架关键特征点集协调误差加权范数以及多区域装配间隙加权范数综合评价指标最小化的位姿协调参数，作为最优位姿协调参数输出结果。采用本发明方法可以快速准确的获得壁板与骨架之间的位姿协调参数，为后续装配间隙抑制和装配偏差控制提供可靠的依据，提高飞机装配质量和效率。

技术领域

本发明涉及飞机装配领域，尤其涉及一种改进的飞机翼盒壁板组件与骨架位姿协调方法。

背景技术

在飞机机翼翼盒数字化装配系统中，采用壁板调姿定位系统实现壁板与骨架的位姿协调与对合，首先基于最佳匹配原理计算位姿协调参数，然后通过多数控定位器协同运动，实现壁板位姿调整及其与翼盒骨架的对合操作。但大型飞机翼盒零组件尺寸大、几何外形复杂，极易受温度等影响产生变形，导致翼盒装配间隙的出现，且壁板与骨架之间的装配间隙呈多区域分布的特点，对合时如果壁板与翼盒骨架的相对位姿状态不佳，可能导致翼盒局部区域装配间隙较大。现有技术中，有关飞机翼盒壁板与骨架位姿协调算法中，未能充分考虑各种变形因素对翼盒装配的综合影响，无法精确计算出有效的装配位姿协调参数，导致最终装配效果不佳。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种壁板组件与骨架位姿协调方法，实现最优化位姿协调参数的精准、快速查找，提高装配效率和装配质量。

本发明提供了一种壁板组件与骨架位姿协调方法，包括：

步骤S1、计算飞机翼盒各个翼肋处装配间隙S_gap(j)；

步骤S2、获取消除翼盒热弹变形后的壁板关键特征点的测量数据和骨架关键特征点的测量数据

步骤S3、基于壁板与骨架关键特征点集三维协调误差的加权范数构建最小二乘目标函数F_obj，所述最小二乘目标函数F_obj为：

其中，ω_i为翼盒上第i个关键特征点的权重值，S表示位姿协调六元组参数，S＝(x,y,z,α,β,γ)，x,y,z表示刚体位置，α,β,γ表示刚体姿态，n表示翼盒关键特征点总个数；

步骤S4、结合多区域装配间隙的加权范数，重构翼盒壁板与骨架位姿协调目标函数所述翼盒壁板与骨架位姿协调目标函数为：

其中，υ_j为第j个区域的装配间隙的权重值，为翼盒装配间隙的加权范数的权重值，ψ为关键特征点集三维协调误差的加权范数的权重值，w表示装配间隙区域总个数。

步骤S5、求解使翼盒壁板与骨架关键特征点集协调误差加权范数以及多区域装配间隙加权范数综合评价指标最小化的位姿协调参数S_opt＝[x_opt,y_opt,z_opt,α_opt,β_opt,γ_opt]，作为最优位姿协调参数输出结果。

进一步的，所述装配间隙S_gap(j)的计算公式如下：

S_gap(j)＝∫[C_panel(x)-C_rib(x)]dx；

其中，C_panel为飞机翼盒翼肋处的壁板内形轮廓，C_rib为对应翼肋处的外形轮廓。