[发明专利]一种三坐标随位串联定位器的定位方法

说明书

本发明公开了一种三坐标随位串联定位器的定位方法，首先建立定位用的参考坐标系CCS_坐标系，然后将三坐标随位串联定位器移动至工件处，然后建立三坐标随位串联定位器的随位斜角坐标系OCS_坐标系，然后标定CCS_坐标系相对于OCS_坐标系的转换关系T_CCS→OCS,然后测得工件的定位点P'相对于CCS_坐标系的坐标值，然后将工件的定位点P'相对于CCS_坐标系的坐标值转换为相对于OCS_坐标系的坐标值，最后移动三坐标随位串联定位器的三个坐标模块，使定位点P移动到OCS_坐标系下的坐标值位置处，完成三坐标随位串联定位器对工件的定位。

技术领域

本申请涉及飞机制造特别是装配制造中的定位方法，具体是指三坐标随位串联定位器的定位方法。

背景技术

在飞机制造行业中，大量使用的三坐标定位器都是三坐标正交串联定位器，即X、Y、Z三个坐标模块都是两两正交。由于三坐标正交串联定位器自身的坐标系和参考坐标系都是笛卡尔直角坐标系，两坐标系的转换均为正交转换，转换前后具有长度不变性，因此定位方法简单。

但是三坐标正交串联定位器的制造精度要求高，不仅需要专业的技能人员，还需要依赖高精度的量具和仪器，如激光干涉仪、千分表、大理石尺、殷钢尺等，使得制造周期长、制造成本高。同时，三坐标的绝对正交串联是做不到的，因此，用笛卡尔直角坐标系来直接表征三坐标正交串联定位器本身就引入了一定的误差，导致三坐标正交串联定位器在定位时存在理论误差。

发明内容

为了消除三坐标正交串联定位器的理论误差，缩短制造周期、降低制造成本、提高定位精度，本发明提供了一种三坐标随位串联定位器的定位方法。

一种三坐标随位串联定位器的定位方法，包括三坐标随位串联定位器，该定位器依次由底座、三坐标运动机构、末端定位器串联而成，三坐标运动机构由第一坐标模块、第二坐标模块、第三坐标模块随位串联而成，末端定位器含有定位点P，第一坐标模块、第二坐标模块、第三坐标模块，三者之间可以随位串联，无需正交串联，第一坐标模块、第二坐标模块、第三坐标模块，三者之间的串联顺序可以任意组合。底座位于三坐标运动模块的始端，起静平台作用，末端定位器位于三坐标运动模块的末端，起动平台作用。定位点P是相对于末端定位器固定的点。三坐标随位串联定位器的定位方法，包含以下步骤：

(1)建立定位用的参考坐标系CCS_坐标系，参考坐标系CCS_坐标系相对于工作场景固定不变。

(2)将三坐标随位串联定位器移动至工件处，使工件的定位点P'处于三坐标随位串联定位器中定位点P的定位包络空间内，固定三坐标随位串联定位器。

(3)建立三坐标随位串联定位器的随位斜角坐标系OCS_坐标系，包含以下步骤：

(3-1)将三坐标运动机构回零，以末端定位器的定位点P为OCS_坐标系的原点；

(3-2)以第一坐标模块的移动方向为OCS_坐标系的X坐标方向，以第二坐标模块的移动方向为OCS_坐标系的Y坐标方向，以第三坐标模块的移动方向为OCS_坐标系的Z坐标方向，X→Y→Z需满足右手定则。

(4)标定参考坐标系CCS_坐标系相对于三坐标随位串联定位器的随位斜角坐标系OCS_坐标系的转换关系T_CCS→OCS,包含以下步骤：

(4-1)移动三坐标随位串联定位器的三个坐标模块，使定位点P处于四个不共面的位置，分别记为：P₁、P₂、P₃、P₄。