[发明专利]一种多数控定位器物理空间任意轴线的坐标变换方法

说明书

本发明公开了一种多数控定位器物理空间任意轴线的坐标变换方法，涉及飞机调姿装配技术领域，本发明是通过将多个三坐标数控定位器组成一套调姿对合系统，建立调姿对合系统的飞机坐标系，并通过激光跟踪仪获取三坐标数控定位器在飞机坐标系下定位器的空间位置和定位器X、Y、Z物理轴的轴线方向数据，进而根据调姿对合系统在飞机坐标系下的平移、旋转运动并通过位置逆解获取各三坐标数控定位器物理轴的位移增量，以实现飞机大部件的位置姿态调整，本发明具有可基于数学公式大致保证三坐标数控定位器和飞机坐标系的平行度即可、无需耗费大量人力物力来实现三坐标数控定位器几何调试的优点。

技术领域

本发明涉及飞机调姿装配技术领域，具体涉及一种多数控定位器物理空间任意轴线的坐标变换方法。

背景技术

在飞机大部件调姿对合、大部件高精度装配应用领域，一般采用多个三坐标数控定位器实现对飞机部件的支撑定位，以三段飞机大部件为例，每段飞机大部件由四个三坐标数控定位器进行支撑定位并通过三坐标数控定位器的运动实现其位姿调整，三段大部件共计需要十二台三坐标数控定位器实现对其支撑定位，为了能够清晰地描述飞机大部件关键点的特征数据，确保飞机大部件在调姿运动过程中的可靠性，需建立独立于定位器的飞机坐标系，三坐标数控定位器的X轴、Y轴及Z轴原则上要能够和飞机坐标系的X轴、Y轴及Z轴平行，但是在三坐标数控定位器的实际装调过程中，三坐标数控定位器的布局跨度可能达到10米甚至更长，目前的做法是通过不断调整、修正三坐标数控定位器的几何精度以确保三坐标数控定位器的各物理轴和飞机坐标系的X、Y、Z轴的关系满足一定的误差范围，但是，要想保证三坐标数控定位器的X轴、Y轴及Z轴原则上要能够和飞机坐标系的X轴、Y轴及Z轴平行对测量设备的精度及工人的技术水平及劳动强度均会造成极大的挑战，且在系统使用一段时间后，需要定期进行复检，精度无法得到保证，甚至影响飞机大部件调姿的准确性。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种多数控定位器物理空间任意轴线的坐标变换方法，以达到基于数学公式大致保证三坐标数控定位器和飞机坐标系的平行度即可，无需耗费大量人力物力来实现三坐标数控定位器几何调试的作用。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种多数控定位器物理空间任意轴线的坐标变换方法，包括以下步骤：

步骤一：建立全局飞机坐标系，分别将多个三坐标数控定位器纵横排列安放在对应定位器安装板上，先确定Y轴，然后获取水平面作为飞机坐标系的XY平面，获取飞机坐标系的X轴及Z轴并确定飞机坐标系的原点O(X₀,Y₀,Z₀)；

步骤二：移动其中一个三坐标数控定位器的X轴处于多个不同位置，通过激光跟踪仪测量不同位置处的坐标数据并通过激光跟踪仪直线拟合确定该三坐标数控定位器的X轴轴线向量(V_1XX,V_1XY,V_1XZ)；

步骤三：移动步骤二中所述三坐标数控定位器的Y轴处于多个不同位置，通过激光跟踪仪测量不同位置处的坐标数据并通过激光跟踪仪直线拟合确定该三坐标数控定位器的Y轴轴线向量(V_1YX,V_1YY,V_1YZ)；

步骤四：移动步骤二中所述三坐标数控定位器的Z轴处于多个不同位置，通过激光跟踪仪测量不同位置处的坐标数据并通过激光跟踪仪直线拟合确定该三坐标数控定位器的Z轴轴线向量(V_1ZX,V_1ZY,V_1ZZ)；

步骤五：移动步骤四中所述三坐标数控定位器各轴回到初始位置处，拟合三坐标数控定位器球窝中心点获取其在飞机坐标系下的初始位置P₁(X₁₀,Y₁₀,Z₁₀)；