[发明专利]通过优选与构造测量点提高零组件局部位姿精度的方法

权利要求书

1.通过优选与构造测量点提高零组件局部位姿精度的方法，其特征在于零组件上设置有n个测量点，n≥5，n个测量点中包含有m个δ公差测量点和p个η公差测量点，n＝m+p，nm≥4，ηδ，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，提高零组件局部调姿定位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m个δ公差的初始点相对于参考坐标系{R}的坐标集A¹：

步骤2获取p个η公差的初始点相对于参考坐标系{R}的坐标集B¹：

步骤3构建固连在零组件上的局部坐标系{D}，获取初始点相对于局部坐标系{D}的坐标，包含以下步骤：

3-1以m个δ公差的初始点的形心设为局部坐标系{D}的原点；

3-2以原点为起点，分别以m个δ公差的初始点为终点，得到m个矢量，以矢量中模数最大的矢量作为局部坐标系{D}的x向；

3-3将其余m-1个矢量分别与x向的矢量做叉积，得到的新的m-1个矢量，以新的m-1个矢量中模数最大的矢量作为局部坐标系{D}的z向；

3-4将右手的四指从z向转到x向，大拇指的指向为局部坐标系{D}的y向；

3-5获取n个测量点的初始点相对于局部坐标系{D}的坐标集a¹：

步骤4调姿定位前，构建矩阵方程F(x y z α β γ)，求解六个未知量[x y z α β γ]：

求出：

其中，c表示余弦函数cos，s表示正弦函数sin，x、y、z表示局部坐标系{D}的原点相对于参考坐标系{R}的线坐标分量，α、β、γ表示局部坐标系{D}的三个方向相对于参考坐标系{R}的角坐标分量；

步骤5获取m个δ公差的目标点相对于参考坐标系{R}的坐标及其公差集A²：

步骤6获取p个η公差的目标点相对于参考坐标系{R}的坐标及其公差集B²：

步骤7构建p个η公差测量点的有效判据，其中d_ij为两个η公差的初始点的实际长度，D_ij为两个η公差的目标点的理论长度：

找出所有不满足式10判据要求的第j个η公差测量点，并将第j个η公差测量点剔除掉，其中，1≤i≤mj≤n；

步骤8将满足步骤7的η公差测量点筛选出来，组成有效η公差测量点，将m个δ公差测量点与有效η公差测量点组成有效测量点，获取有效测量点的初始点相对于局部坐标系{D}的坐标集c¹：

获取有效测量点对应的目标点相对于参考坐标系{R}的坐标集C²：

步骤9构建含有六个未知量的函数min(x y z α β γ)，并求解函数取得最小值时未知量的解：

其中，c表示余弦函数cos，s表示正弦函数sin，x、y、z表示有效测量点构成的形心化坐标的原点相对于参考坐标系{R}的线坐标分量，α、β、γ表示有效测量点构成的形心化坐标的三个方向相对于参考坐标系{R}的角坐标分量；

求解得：

步骤10构建零组件有效测量点调姿定位前后的变换矩阵T：

其中，c表示余弦函数cos，s表示正弦函数sin；

步骤11通过变换矩阵T，将有效测量点的初始点变换为有效测量点的构造点，获得有效测量点的构造点相对于参考坐标系{R}的坐标集C^T：

步骤12求出有效η公差测量点的构造点与目标点的位置偏离值：

其中，Δ_kx、Δ_ky、Δ_kz分别表示有效η公差测量点的构造点与目标点的位置偏离在参考坐标系{R}的三个坐标分量；

步骤13构造有效η公差测量点的优选判据：

步骤14将满足式18的有效η公差测量点筛选出来，组成优选有效η公差测量点，将m个δ公差测量点与优选有效η公差测量点组成优选有效测量点，获取优选有效测量点的初始点相对于局部坐标系{D}的坐标集d¹：

获取优选有效测量点的目标点相对于参考坐标系{R}的坐标集D²：

步骤15当优选有效η公差测量点的数量占有效η公差测量点的数量的二分之一及以上时，获得优选有效测量点的构造点相对于参考坐标系{R}的坐标集D^T：

步骤16当优选有效η公差测量点的数量占有效η公差测量点的数量的不足二分之一时，构建含有三个未知量的函数min(Α Β Γ)，并求解函数取得最小值时未知量的解：

其中，c表示余弦函数cos，s表示正弦函数sin，Α、Β、Γ表示优选有效测量点构成的形心化坐标的三个方向相对于参考坐标系{R}的角坐标分量；

求解得：

步骤17构建零组件调姿定位前后的修正变换矩阵T^C：

其中，c表示余弦函数cos，s表示正弦函数sin；

步骤18通过修正变换矩阵T^C，将优选有效测量点的初始点修正变换为优选有效测量点的构造点，获得优选有效测量点的构造点相对于参考坐标系{R}的坐标集