[发明专利]一种基于折线逼近的壁板插配方法

摘要

本发明公开了一种基于折线逼近的壁板插配方法，其插配方法步骤为：1）设计壁板插配的起始位姿Lb=[xb,yb,zb,αb,βb,γb]T目标位姿Lt=[xt,yt,zt,αt,βt,γt]T，单个壁板的平移路径{Sj1，Sj2，Sj3...}及多个壁板顺次平移形成的折线路径{Sj1，Sk1，Sm1，...,Sj2，Sk2，Sm2，...,Sj3，Sk3,Sm3，...}；2）将位姿信息、折线路径信息录入数据库系统，工艺集成系统从数据库系统中获取位姿信息、折线路径信息，并发送给调姿定位系统；3）调姿定位系统依据位姿信息驱动壁板平移到起始位姿，依据路径信息驱动定位器组平移联动，完成壁板的插配。本发明的优点在于：1）平移联动有效抑制了调姿定位系统的误差积累，保障壁板二次插配的准确度；2）折线路径为离散化的信息便于通过数据库结构化存储，一次设计多次使用；3）多个壁板可协同运动，提高装配效率。

主权项

一种基于折线逼近的壁板插配方法，其特征在于,包括起始位姿计算与折线路径设计阶段、起始位姿与折线路径信息入库阶段、壁板插配阶段三个阶段，其中起始位姿计算与折线路径设计阶段包括如下步骤：1）在下侧壁板（3）、左侧壁板（1）及右侧壁板（2）上各安装6个工艺球头（4），工艺球头（4）与定位器（19）球窝形成球铰连接，实现壁板的支撑固持；2）由下侧调姿定位系统（16）、左侧调姿定位系统（17）及右侧调姿定位系统（18）分别驱动下侧定位器组（20）、左侧定位器组（21）及右侧定位器组（22）沿飞机坐标轴平移，使得互相分离的三块壁板向飞机航向中心轴线靠近，当第一壁板插配区（5）和第二壁板插配区（6）的边界轮廓搭接时，各壁板停止平移；3）将每块壁板上6个工艺球头（4）的当前坐标值PCi＝[XCi,YCi,ZCi]T与理论坐标值PDi=[XDi，YDi,ZDi]T相匹配其中i＝1,2,3,4,5,6，用综合误差最小法计算出壁板此时所处的位姿Lb=[xb,yb,zb,αb,βb,γb]T，该位姿即为壁板插配的起始位姿；壁板插配的目标位姿Lt=[xt,yt,zt,αt,βt,γt]T为插配完成后的位姿则xt=yt=zt=0,αt=βt=γt=0；4）根据下侧壁板（3）、左侧壁板（1）及右侧壁板（2）在第一壁板插配区（5）、第二壁板插配区（6）内的位姿，判断哪块壁板具有平移空间，若下侧壁板（3）具有平移空间则驱动下侧定位器组（20）沿第一平移方向（11）移动一段距离S，若左侧壁板（1）具有平移空间则驱动左侧定位器组（21）沿第二平移方向（12）移动一段距离S、若右侧壁板（2）具有平移空间则驱动右侧定位器组（22）沿第三平移方向（13）移动一段距离S，平移原则为当平移壁板与其他壁板的框或者蒙皮搭接时平移停止，且平移过程中壁板两两之间无碰撞，记录壁板的平移距离S和平移方向；5）重复步骤4）中的操作，直至下侧壁板（3）、左侧壁板（1）及右侧壁板（2）都到达其目标位姿，步骤4）中单个壁板的平移距离序列{Sj1,Sj2，Sj3...}为该壁板的平移路径，三块壁板从起始位姿出发沿各自路径顺次平移，形成插配的折线路径{Sj1，Sk1,Sm1,...,Sj2,Sk2,Sm2，...,Sj3，Sk3,Sm3，...}，字母下标用来区分壁板，数字下标用来区分步序；起始位姿与折线路径信息入库阶段包括如下步骤：6）在数据库系统（15）中添加位姿表和路径表，位姿表的一行记录表示一块壁板的插配起始位姿信息，起始位姿信息由ID,ComFlag,x,y,z,α,β，γ属性列给出；路径表的一行记录表示一条平移步骤信息，平移步骤信息由ID,TaskID,Step,ComFlag,Status,x,y,z,α,β，γ属性列给出，表中所有的平移步骤信息构成壁板插配的折线路径信息；7）将步骤3）中的起始位姿信息和步骤5）中的折线路径信息录入数据库系统（15）中，供工艺集成系统（14）使用；壁板插配阶段包括如下步骤：8）工艺集成系统（14）从数据库系统（15）中获取起始位姿信息、折线路径信息后，向下侧调姿定位系统（16）、左侧调姿定位系统（17）及右侧调姿定位系统（18）发送相应壁板的插配起始位姿，三个调姿定位系统分别驱动下侧定位器组（20）、左侧定位器组（21）及右侧定位器组（22）平移，直至下侧壁板（3）、左侧壁板（1）及右侧壁板（2）都到达插配的起始位姿；9）工艺集成系统（14）取出路径中的步骤信息并预先计算下侧壁板（3）、左侧壁板（1）及右侧壁板（2）平移后的位姿，向下侧调姿定位系统（16）、左侧调姿定位系统（17）及右侧调姿定位系统（18）发送步骤信息和平移命令；10）下侧调姿定位系统（16）、左侧调姿定位系统（17）及右侧调姿定位系统（18）依据接收到的步骤信息驱动相应定位器组平移，平移完成后向工艺集成系统（14）发送平移完成信息；11）重复步骤9）和步骤10），工艺集成系统（14）将路径中所有的步骤信息发送完毕，完成复杂曲面壁板的插配。