[发明专利]一种基于温度补偿的数字化工装飞机坐标系标定方法

权利要求书

1.一种基于温度补偿的数字化工装飞机坐标系标定方法，其特征在于数字化工装飞机坐标系由ERS点群的坐标标定，ERS点群包括ERS基础点群和ERS增强点群，ERS基础点群包含3个ERS点，分别为ERS1、ERS2、ERS3，ERS增强点群包含ERS点的数量不限，ERS点群包络数字化工装，包含以下步骤：

步骤1定义ERS点群在CAD全局坐标系{C}的设计坐标

步骤2按照设计坐标在数字化工装上设置ERS点群；

步骤3记录数字化工装的热胀冷缩系数：C；

步骤4记录标定飞机坐标系{P}时的环境温度：WE；

步骤5定义标定飞机坐标系{P}时的参考温度为：RF；

步骤6记录ERS点群在WE温度相对于测量设备坐标系{M}的实际坐标

步骤7求出WE与RF的差值

步骤8构建温度补偿系数δ：

步骤9定义工装坐标系{T}：工装坐标系{T}的原点设置在ERS1点，工装坐标系{T}的X向设为向量的指向，工装坐标系{T}的OXY面设为向量和向量所构成的平面，工装坐标系{T}的Z向设为向量经右手定则旋转到向量时大拇指的指向；

步骤10构建ERS基础点群经温度补偿后相对于工装坐标系{T}的拟合坐标包含以下步骤：

10-1求出向量的模量

10-2求出向量的模量

10-3求出向量与向量的夹角Θ：

10-4构建虚位移

10-5构建ERS基础点群经温度补偿后相对于工装坐标系{T}的拟合坐标

步骤11在RF温度，构建工装坐标系{T}相对于飞机坐标系{P}的位姿包含以下步骤：

11-1构建工装坐标系{T}的X向在飞机坐标系{P}的方向余弦：

将式10的结果代入式11，求出工装坐标系{T}的X向在飞机坐标系{P}的方向余弦：

11-2构建工装坐标系{T}的Z向在飞机坐标系{P}的方向余弦：

将式12的结果代入式13，求出工装坐标系{T}的Z向在飞机坐标系{P}的方向余弦：

11-3构建工装坐标系{T}的Y向在飞机坐标系{P}的方向余弦：

将式14的结果代入式15，求出工装坐标系{T}的Y向在飞机坐标系{P}的方向余弦：

11-4在RF温度，构建工装坐标系{T}相对于飞机坐标系{P}的位姿

步骤12在RF温度，构建设备坐标系{M}相对于工装坐标系{T}的位姿包含以下步骤：

12-1构建ERS基础点群所构成平面的法向量在设备坐标系{M}的方向余弦：

将式17的结果带入式18，求出ERS基础点群所构成平面的法向量在设备坐标系{M}的方向余弦：

12-2构建ERS基础点群在RF温度相对于设备坐标系{M}的补偿坐标：

12-3构建设备坐标系{M}在RF温度相对于工装坐标系{T}的补偿位姿

步骤13求出ERS点群在RF温度相对于飞机坐标系{P}的标定坐标

2.根据权利要求1所述的一种基于温度补偿的数字化工装飞机坐标系标定方法，其特征在于所述的ERS点群设置在数字化工装中的高刚度结构上。

3.根据权利要求1所述的一种基于温度补偿的数字化工装飞机坐标系标定方法，其特征在于ERS基础点群中以向量和向量为邻边所构成的平行四边形以二维平面形式包络数字化工装，且的模量大于的模量。

4.根据权利要求1所述的一种基于温度补偿的数字化工装飞机坐标系标定方法，其特征在于ERS增强点群按照均匀间隔设置于数字化工装上，ERS基础点群和ERS增强点群以三维立体形式包络数字化工装。

5.根据权利要求1所述的一种基于温度补偿的数字化工装飞机坐标系标定方法，其特征在于所述的ERS点是通过球面拟合、圆面拟合、三棱镜拟合、或者柱面和平面综合拟合后所获得的几何点。