可移動(dòng)數(shù)控定位器坐標(biāo)標(biāo)架快速標(biāo)定方法研究.pdf

1、飛機(jī)大型部件數(shù)字化裝配過程中的精準(zhǔn)定位依賴于數(shù)控定位設(shè)備和精密測量儀器的支撐及輔助而得以實(shí)現(xiàn)。數(shù)控定位器是飛機(jī)數(shù)字化裝配系統(tǒng)的主要定位設(shè)備，其定位精度受定位器制造精度、定位器各軸運(yùn)動(dòng)精度、定位器整體剛度與受力變形、定位器運(yùn)行磨損度以及定位器坐標(biāo)標(biāo)架標(biāo)定方法等因素的影響。其中，定位器坐標(biāo)標(biāo)架標(biāo)定是數(shù)控定位系統(tǒng)進(jìn)行精準(zhǔn)定位和調(diào)姿的關(guān)鍵所在，直接影響到單個(gè)定位器在裝配坐標(biāo)系下零點(diǎn)位置及坐標(biāo)軸方向的確立和定位器組的協(xié)同運(yùn)動(dòng)精度即系統(tǒng)定位精度。<

2、br>　　可移動(dòng)數(shù)控定位器作為數(shù)控定位器的一種，因其移動(dòng)靈活而廣泛應(yīng)用于部件進(jìn)站與出站干涉較多或部件對(duì)接后支撐位置發(fā)生改變的飛機(jī)數(shù)字化裝配系統(tǒng)。當(dāng)定位器重新移動(dòng)回到地基上的配置位置時(shí)，定位器支撐腳與地基上的支撐孔洞通過螺紋連接，首先完成主支撐腳和對(duì)應(yīng)支撐洞的匹配連接并旋緊，副支撐腳與對(duì)應(yīng)的支撐洞再依次匹配旋緊;由于這樣的匹配順序和旋緊程度不一致、支撐腳和支撐空洞發(fā)生磨損、支撐空洞內(nèi)殘留碎屑或雜物等原因，可能導(dǎo)致定位器每次的實(shí)際配置位置與

3、理論位置不一致而產(chǎn)生偏差。這就需要通過對(duì)定位器坐標(biāo)標(biāo)架進(jìn)行標(biāo)定，獲取定位器每次移位后準(zhǔn)確的實(shí)際配置位置。
　　針對(duì)飛機(jī)數(shù)字化裝配中可移動(dòng)數(shù)控定位器坐標(biāo)標(biāo)架快速標(biāo)定及統(tǒng)一問題，本文依據(jù)在定位器上的預(yù)設(shè)標(biāo)記點(diǎn)的理論坐標(biāo)和實(shí)測坐標(biāo)之間的偏差建立最小二乘模型，利用奇異值分解法實(shí)現(xiàn)定位器坐標(biāo)標(biāo)架的原始標(biāo)定。在定位器移位后，定位器的三個(gè)運(yùn)動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)位置處于未知狀態(tài)，可以將定位器看作一個(gè)“黑盒”，把三軸相對(duì)定位器設(shè)備零點(diǎn)的偏移量引入最小二乘模型

4、作為新的標(biāo)定參數(shù)，采用優(yōu)化理論中的SQP方法和阻尼高斯-牛頓迭代方法對(duì)定位器坐標(biāo)標(biāo)架進(jìn)行快速標(biāo)定。與此同時(shí)，基于向原始標(biāo)定方法中采用的SVD算法修正的思想，提出一種基于三點(diǎn)法修正值進(jìn)行標(biāo)定的方法來完成定位器坐標(biāo)標(biāo)架的快速標(biāo)定。
　　最后，通過建立數(shù)控定位器、激光跟蹤儀和標(biāo)定與誤差分析程序構(gòu)成的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)本文提出的原始標(biāo)定方法和快速標(biāo)定方法進(jìn)行標(biāo)定結(jié)果和誤差分析。利用激光跟蹤儀對(duì)預(yù)設(shè)標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)值進(jìn)行坐標(biāo)測量，得到原始標(biāo)定、S

5、QP方法標(biāo)定、阻尼高斯-牛頓迭代法標(biāo)定和基于三點(diǎn)法修正值方法標(biāo)定的標(biāo)定結(jié)果。對(duì)比分析這幾種標(biāo)定方法的標(biāo)定精度、穩(wěn)定性以及適用性可得:原始標(biāo)定、SQP方法標(biāo)定和阻尼高斯-牛頓迭代法標(biāo)定的精度都很高，完全可以保證定位器0.05mm的定位精度;在快速標(biāo)定方法中，SQP方法標(biāo)定精度相對(duì)阻尼高斯-牛頓方法的標(biāo)定精度更高，但前者的穩(wěn)定性不如后者;基于三點(diǎn)法修正值方法具有簡單易實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，但由于在三點(diǎn)法修正的過程中產(chǎn)生累計(jì)誤差，使得其標(biāo)定誤差偏高，精