[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

说明书

本发明公开了一种通过优选与构造测量点提高零组件局部位姿精度的方法，依据零组件上两种不同位置公差的测量点在调姿定位前的坐标和调姿定位后的坐标，通过构建变换矩阵，将初始位置处零组件及其不同位置公差测量点匹配到目标位置处，并获得调姿定位后零组件上测量点的构造点及其坐标。通过构建优选判据，从构造点中获取优选测量点，针对优选测量点再次构建修正变换矩阵，通过修正变换矩阵将调姿定位前的零组件及其优选测量点修正匹配到目标位置处，获得调姿定位后的零组件上优选测量点的修正构造点及其坐标。

技术领域

本申请涉及飞机数字化测量领域，具体是指飞机零组件调姿定位工艺中的数字化测量及数据处理技术。

背景技术

零组件的调姿，是指零组件绕坐标系XYZ三个轴的转动；零组件的定位，是指零组件绕坐标系XYZ三个轴的移动。通过调姿定位，能够唯一确定飞机零组件的位置和姿态，实现飞机零组件的高精度装配。

飞机是由大量的零组件经调姿定位装配而成的。一些零组件在调姿定位装配时，在满足基本的整体精度前提下还需要满足更高的局部精度。例如，用于提升飞机升力的襟翼，它不是一个固定的零组件，而是一个含有运动机构的活动零组件，当飞机起飞时，为了增大飞机的升力，襟翼要从机翼伸出来，以增加机翼的受力面积，飞机平飞时，为了减少飞机的阻力，襟翼要缩进机翼里，飞机降落时，为了增大飞机的升力，又需要将襟翼从机翼伸出来。由此可见，襟翼不仅需要满足气动外形的整体精度，更需要满足其伸缩机构运动的局部精度，一般而言，局部精度要远高于整体精度，并且需要优先满足局部精度。

为了满足飞机零组件在调姿定位装配过程中的局部精度，需要在飞机零组件局部设置不少于四个精度较高的测量点，在其它区域设置不少于一个精度较低的测量点，用局部测量点的坐标来评价零组件的局部精度，用含有局部测量点和非局部测量点的坐标来评价零组件的整体精度。为了实现飞机零组件调姿定位的局部精度，当前所采用的技术方案有：一是通过对零组件局部结构的校形，以满足局部精度，这种方法虽然可行，但是效率较低，成本较高，而且大部分情况下只能校正部分测量点的位置；二是设置局部保形工装，通过高刚度的保形工装来控制零组件局部的变形，该方法不仅成本很高，而且由于保型架伴随着零组件，使得零组件调姿定位的实施空间受到很大影响。

发明内容

为了使零组件在调姿定位过程中满足整体精度前提下保证较高的局部精度，发明了提升零组件调姿定位局部精度的测量点优选与构造方法，在不对零组件局部进行校形和保形的前提下，通过对零组件上测量点坐标数据的分析，通过测量点的优选与构造来提高零组件调姿定位的局部精度。

本发明采用以下技术方案：

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；