[发明专利]通过优选与构造测量点提高零组件整体位姿精度的方法

说明书

本发明公开了一种通过优选与构造测量点提高零组件整体位姿精度的方法，依据零组件上测量点在调姿定位前的坐标和调姿定位后的坐标，首先通过构建有效判据，剔除不符合判据的点，组成有效测量点，然后通过构建变换矩阵，将初始位置处零组件及其有效测量点匹配到目标位置处，并获得目标位置处零组件上有效测量点的构造点及其坐标。通过构建优选判据，从构造点中获取优选有效测量点，针对优选有效测量点再次构建修正变换矩阵，通过修正变换矩阵将初始位置处零组件及其优选有效测量点修正匹配到目标位置处，获得目标位置处零组件上优选有效测量点的修正构造点及其坐标。

技术领域

本申请涉及飞机数字化测量领域，具体是指飞机零组件调姿定位工艺中的数字化测量及数据处理技术。

背景技术

零组件的调姿，是指零组件绕坐标系XYZ三个轴的转动；零组件的定位，是指零组件绕坐标系XYZ三个轴的移动。通过调姿定位，能够唯一确定飞机零组件的位置和姿态，实现飞机零组件的高精度装配。

飞机是由大量的零组件经调姿定位装配而成的。一些零组件在调姿定位装配时，只需要关注整体精度，例如，外部零组件调姿定位的整体精度决定了飞机的气动外形，内部零组件调姿定位的整体精度决定了飞机的结构重心，这两个精度指标都是飞机设计和制造的核心要求。

为了满足飞机零组件在调姿定位装配过程中的整体精度，需要在飞机零组件上设置不少于四个测量点，用测量点的坐标来评价零组件的整体精度，测量点的坐标偏离反应了整体精度的偏离。为了实现飞机零组件调姿定位的整体精度，通常要解决以下两个方面的问题：一方面，飞机零组件由于刚度较弱，在调姿定位过程中，容易发生超出设计要求的变形，导致设置在零组件上的测量点也容易发生位置偏离，导致零组件的整体精度评价不准确，影响飞机的制造质量；另一方面，如果飞机零组件没有发生超出设计要求的变形，但是小变形是必然的，如何使零组件上全部或者大部分的测量点在调姿定位后，相应的测量点都处于理想的坐标及其公差范围内，也相当困难。为了解决上述问题，当前采用的技术方案为：一是通过对零组件的校形使测量点处于准确的位置，这种方法虽然可行，但是效率较低，成本较高，而且大部分情况下只能校正部分测量点的位置，对提高整体精度虽有作用但作用有限；二是设置零组件的保形工装，将零组件固定在保形工装上，通过高刚度的保形工装来控制零组件的变形，该方法不仅成本高，而且由于保型架一直伴随着零组件，使得零组件调姿定位的实施空间受到很大影响。

发明内容

针对零组件及其测量点在调姿定位过程中容易发生位置偏离而影响整体精度的问题，发明了提升零组件调姿定位整体精度的测量点优选与构造方法，在不对零组件进行校形和保形的前提下，通过对零组件上测量点位置坐标数据的分析、处理、优化和构造，来提高零组件调姿定位的整体精度。

本发明采用以下技术方案：

通过优选与构造测量点提高零组件整体位姿精度的方法，其特征在于零组件上设置有n个测量点，n≥4，测量点在零组件调姿定位前称之为初始点，在调姿定位后称之为目标点，所有测量点具有相同的位置公差，提高零组件调姿定位整体精度的测量点优选与构造方法，包含以下步骤：

步骤1测量获取测量点的初始点相对于参考坐标系{R}的坐标集A¹：

步骤2获取测量点的目标点相对于参考坐标系{R}的理论坐标及其公差集A²：

其中，δ表示目标点的坐标公差；

步骤3构建测量点的有效判据，其中d_ij为两个初始点的实际长度，D_ij为两个目标点的理论长度，为两个目标点所允许的长度范围：

找出不满足式6判据要求的第j个测量点，并将第j个测量点剔除掉，其中i≠j，1≤i≤n，1≤j≤n；