[发明专利]一种机翼精加工姿态计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空制造技术领域，具体为一种机翼精加工姿态计算方法。 

背景技术

机翼接头精加工是飞机大部件装配的重要环节之一，对提高机翼装配准确度以及机翼与其它部件的协调准确度具有十分重要的作用。空间姿态调整作为提高机翼精加工质量的重要手段，是机翼精加工的基础性环节，而姿态计算则是进行空间位姿调整的基础，因此，实现机翼精加工姿态的精确计算具有重要实用价值。 

浙江大学申请的专利(申请号200810121358)公开了一种基于激光跟踪仪的飞机机身姿态计算方法，其主要内容为：采用多个激光跟踪仪测量飞机机身上表达飞机姿态的测量点，通过这些测量点的测量值和处于理想的设计姿态下的理论值，计算飞机部件的当前姿态。其他飞机部件姿态计算方法，如文献“带工程约束的点匹配算法”(俞慈君，李江雄，余锋杰，《机械工程学报》，2010.5：p.183-190.)介绍的方法和文献“基于鞍点规划理论的机翼水平位姿评估方法”(张斌，姚宝国，柯映林，《浙江大学学报》，2009.10：1761-1765.)介绍的方法，均为类似方法。这类方法已成功应用于机身的姿态计算，具有计算简单，精度高的特点，但这种方法却不能完全适用于机翼精加工位姿的精确计算，主要体现在：一方面，由于这种方法在实际使用时，需要根据产品数模在产品上预先布置用于表达位姿的点，并使用激光跟踪仪对这些点在空间中的实际位置进行测量，然而，就机翼精加工而言，由于其产品对象的曲面封闭结构以及精加工型架的结构紧凑性特点，使得在机翼上不易布置位姿表达点，并使用激光跟踪仪对这些空间点进行测量，从而造成该方法的难以使用；另一方面，翼面水平测量作为机翼精加工过程中必不可少的环节，其测量值能够反映出机翼位姿信息，但由于这种测量所测得的点并非翼面上预先布置的确定点，而是依赖于机翼实际位姿的某一随机点，此时，无法预知测量点的理论坐标值，因此，也无法直接套用前文方法进行位姿的计算。 

发明内容

要解决的技术问题 

为解决现有技术中存在的不足，本发明提出了一种机翼精加工姿态计算方法。 

技术方案 

本发明的技术方案为： 

所述一种机翼精加工姿态计算方法，其特征在于：包括以下步骤： 

步骤1：从机翼的数字化模型中提取机翼理论姿态曲面S，所述机翼理论姿态曲面为机翼处于理论姿态时下翼面的外形曲面； 

步骤2：对待精加工的机翼进行水平测量，得到机翼水平测量点的实测点P_i，0，i＝1，2，…，N，i表示水平测量点序号，N表示水平测量点总数，P_i，0＝(P_ix，0 P_iy，0 P_iz，0)^T表示第i个水平测量点P_i，0在机翼设计坐标系下的坐标； 

步骤3：由机翼理论姿态曲面S及N个水平测量点的实测点P_i，0，采用迭代最近点算法计算机翼水平测量点的实测点P_i，0在机翼理论姿态曲面上的匹配点；所述迭代最近点算法为： 

步骤A：迭代计算机翼理论姿态曲面S上离P_i，0最近的点B_i，0：在曲面S上任取初始迭代点D₀＝S(u₀，v₀)，其中u₀，v₀分别为D₀在曲面S上的u，v参数；迭代精度epsilon的取值范围为0＜epsilon＜0.01；m＝0，1，2，…，第m+1次迭代的步骤为： 

步骤a：计算曲面S在点D_m处的u向切矢 和v向切矢