[发明专利]基于六轴数控定位器的飞机壁板装配变形的数字化校正方法

权利要求书

1.一种基于六轴数控定位器的飞机壁板装配变形的数字化校正方法，其特征在于，包括：

(1)在飞机壁板各个隔框上均匀布置若干个检测点；

(2)根据六轴数控定位器的数量，以及各个六轴数控定位器在X、Y、Z方向的移动量阈值和转动量阈值确定正交表，正交表的每一行表示六轴数控定位器的平移量和转动量；

(3)将所述正交表中的每一行数据作为载荷样本，将各个载荷样本加载至飞机壁板的理论有限元模型，获得各个载荷样本作用下飞机壁板变形有限元模型；

(4)针对任意一个载荷样本，利用对应的变形有限元模型计算当前载荷样本作用下各个检测点的位置误差和各个工艺球头球心的位置及转动误差；

(5)根据所有载荷样本作用下，各个检测点的位置误差和各个工艺球头球心的位置及转动误差，采用偏最小二乘回归反演建模方法，建立飞机壁板装配变形的数字化校正模型；

(6)获取各个检测点的实际位置误差，并将各个检测点的实际位置误差代入所述的数字化校正模型，计算得到各个六轴数控定位器的校形数据；

(7)根据所述的校形数据，对六轴数控定位器运动进行位置调整，完成大型飞机壁板的装配变形校正。

2.如权利要求1所述的基于六轴数控定位器的飞机壁板装配变形的数字化校正方法，其特征在于，所述步骤(3)包括以下步骤：

(3-1)从理论有限元模型获取工艺球头的球心和各个检测点的理论坐标；

(3-2)将正交表中每一行数据作为一个载荷样本，将各个载荷样本施加至工艺球头的球心，并通过有限元模拟得到壁板装配变形的变形有限元模型。

3.如权利要求2所述的基于六轴数控定位器的飞机壁板装配变形的数字化校正方法，其特征在于，所述步骤(4)通过以下步骤计算各个检测点的位置误差和各个工艺球头球心的位置及转动误差：

(4-1)从变形有限元模型中获取各个检测点和工艺球头的球心的实际坐标；

(4-2)根据各个检测点的理论坐标和实际坐标计算得到姿态变换矩阵和位置平移向量；

(4-3)根据姿态变换矩阵和位置平移向量计算各个检测点的位置误差，以及各个工艺球头的球心的位置及转动误差，其中：

第i个检测点的位置误差为e_i，根据公式：

e_i＝X'_Ki-(RX_Ki+t)

计算得到，其中X'_Ki为第i个检测点的实际坐标，X_Ki为第i个检测点的理论坐标值，R为姿态变换矩阵，t为位置平移向量，i＝1,2,……,v,v为检测点的个数；

第j个工艺球头的球心的位置及转动误差f_j为：

f_j＝[f_j1,f_j2,f_j3,f_j4,f_j5,f_j6]，

其中，[f_j1,f_j2,f_j3]＝X'_Bj-(RX_Bj+t)，X'_Bj为第j个工艺球头的球心的实际坐标，X_Bj为第j个工艺球头的球心的理论坐标值，[f_j4,f_j5,f_j6]当前载荷样本对应的第j个六轴数控定位器的转动量，j＝1，2，……，w，w为六轴数控定位器的个数。

4.如权利要求3所述的基于六轴数控定位器的飞机壁板装配变形的数字化校正方法，其特征在于，所述步骤(5)中包括：

(5-1)将所有载荷样本作用下的各个检测点的位置误差组合得到检测点误差矩阵，将所有载荷样本作用下的各个工艺球头的球心的位置及转动误差组合得到球心误差矩阵；

(5-2)对检测点误差矩阵和球心误差矩阵进行标准化处理，并根据标准处理后的检测点误差矩阵和球心误差矩阵，采用偏最小二乘回归建模方法得到飞机壁板装配变形的数字化校正模型：

η＝Aε+η_const，

其中，η为六轴数控定位器的校形数据，ε为各个检测点的位置误差，A为系数矩阵，_ηconst为常数项。