[发明专利]飞机大部件数字化装配过程中自动求解装配位姿的方法

摘要

一种针对飞机大部件数字化装配过程中自动求解对接位姿的方法，属于先进制造技术领域现代制造技术的研究内容。本方法为飞机大部件数字化装配中的正确求解大部件装配姿态提供一种有效的解决办法，为后续的自动调整提供准确的调整矩阵。该方法采用关键特性定位大部件装配位置的方法，首先选取大部件的关键特性并对其进行分析，然后将关键特性匹配至装配位置，对协调尺寸设计了归一化的评价函数，并采用优化算法对关键尺寸进行协调。最终获得了大部件装配的准确姿态，并输出调整矩阵。本发明在一定程度上解决了飞机部件柔性装配过程中，由于装配过程误差累积过多而造成的难以使用数据模型对大部件空间位置进行计算并实现准确装配的问题，为自动化设备在飞机大部件数字化装配中的使用提供了一条有效的途径。

主权项

一种针对飞机大部件数字化装配过程中自动求解装配位姿的方法，所述方法包括关键特性自由度分析、独立自由度匹配、协调尺寸统一评价、协调尺寸优化等四部分内容，其特征在于：1)该方法首先对大部件关键特性自由度进行了分析，通过分析飞机的设计基准、关键尺寸、大部件形位特征，获得大部件关键特性；然后，并通过选取的关键特性判断大部件是否完全定位，获得每个关键特性确定大部件的空间自由度；2)根据关键特性自由度分析，进一步区分关键特性的主次关系、协调关系，对主要的关键特性采用完全自主的自由度匹配方法，次要关键特性采用有约束的自由度匹配方法，对于具有协调关系的关键特性进行标识，为协调尺寸误差分配提供依据；3)获得协调尺寸的特性，并根据协调尺寸统一评价方法内容，对协调尺寸的公称尺寸、上下偏差值规定协调尺寸的最优评价值、满足尺寸要求评价值范围、不满足尺寸要求评价值范围进行归一化处理，并将形成具有等价的评价量进行累加，构造总体的评价函数；4)利用SVD法初步获得大部件最终姿态所需的调整矩阵，将矩阵中与协调尺寸相关的角度或坐标方向尺寸作为遗传函数初始种群的生成依据，利用3)中内容构造的总体评价函数作为适应度函数，通过使其最优化获得大部件的最终装配姿态。