[发明专利]一种飞机部件蒙皮骨架匹配性预测方法

说明书

本发明公开了一种飞机部件蒙皮骨架匹配性预测方法，涉及飞机装配技术领域，包括以下步骤：步骤1：测量并获取蒙皮连接孔和骨架连接孔的数据；步骤2：对骨架连接孔测量数据和蒙皮连接孔测量数据进行粗大误差剔除；步骤3：求解骨架偏移孔心测量点集合所在坐标系和蒙皮孔心测量点集合所在坐标系之间的转换关系；步骤4：错孔量计算；步骤5：构建连接安装模型；步骤6：装配匹配性预测，本方法基于骨架和蒙皮加工完成后的实测数据，引入了蒙皮孔孔心和骨架孔孔心偏移量，使得错孔量计算更加贴近实际情况，还引入了连接件直径值，预测目标明确，更接近蒙皮实际安装时的情形，贴合装配实际需要，具有可准确有效地预测骨架蒙皮之间装配匹配性的优点。

技术领域

本发明涉及飞机装配技术领域，具体涉及一种飞机部件蒙皮骨架匹配性预测方法。

背景技术

目前，在国内外先进飞机的设计制造中，为了进一步提升口盖蒙皮互换性，提升制孔效率和质量，降低劳动强度，采用在飞机部件上使用数控设备代替人工进行制孔，按照设计数模对飞机部件骨架和蒙皮分别进行制孔，制孔完成后直接安装连接件。不同于传统的骨架蒙皮修配制孔方法，新的制孔策略在满足骨架蒙皮互换性的情况下，蒙皮和骨架能否配合是飞机制造人员重点关注的问题。

现有的蒙皮骨架装匹配性判断方法是将骨架或蒙皮的孔位孔径测量值与孔位理论值直接比对，这种评价方法仅考虑了骨架或蒙皮自身孔位状态与理论状态的符合性，未考虑骨架与蒙皮实际装配情形和具体连接件公差的影响，缺乏足够工程指导意义。例如，骨架和蒙皮上的孔位均发生偏离，但孔位偏离方向一致，那么在实际装配时是可以满足装配要求的，而现有评价方式则会直接判断为不符合，将零件以不合格品进行处理，对飞机制造资源造成极大浪费。

基于此，针对飞机部件骨架蒙皮制孔后是否满足装配需求，亟需新的方法来预测飞机部件蒙皮骨架匹配性。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种飞机部件蒙皮骨架匹配性预测方法，以达到可准确有效地预测骨架蒙皮之间装配匹配性的作用。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种飞机部件蒙皮骨架匹配性预测方法，包括以下步骤：

步骤1：连接孔测量：测量并获取蒙皮连接孔和骨架连接孔的数据；

步骤2：测量数据整理：对骨架连接孔测量数据和蒙皮连接孔测量数据进行粗大误差剔除，对剔除后测量数据按实际孔位排序，剔除存在的对应关系不完整的测量数据，使剔除后的测量数据中蒙皮连接孔和骨架连接孔一一对应，根据骨架连接孔理论孔心和蒙皮连接孔理论孔心之间的偏移量，将每个骨架连接孔孔心沿骨架连接孔方向向量偏移，使偏移后孔心点表征的理论孔心和蒙皮理论孔心为同一几何特征点，关系式如下：

；

式中，为偏移后的骨架连接孔孔心；

步骤3：求解转换关系：利用奇异值分解方法，求解骨架偏移孔心测量点集合所在坐标系和蒙皮孔心测量点集合所在坐标系之间的转换关系分别为，其中代表所有点构成的集合，代表蒙皮连接孔孔心，代表所有连接孔孔心构成的集合，为3×3的旋转矩阵，代表蒙皮孔测量坐标系相对于骨架孔测量坐标系的空间旋转姿态，为3×1的平移矩阵，代表蒙皮孔测量坐标系原点相对于骨架孔测量坐标系原点的空间平移信息；

步骤4：错孔量计算：根据转换关系，将蒙皮点转换到骨架坐标系下，获得残差向量考虑骨架连接孔方向向量，计算残差向量在骨架连接孔方向向量直平面内的投影，投影向量的模为错孔量，则满足以下关系式：

步骤5：构建连接安装模型：

连接件可安装的条件为：