恭喜成都飞机工业(集团)有限责任公司申少泽获国家专利权
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龙图腾网恭喜成都飞机工业(集团)有限责任公司申请的专利适应蒙皮装夹位姿及形变偏差的自动钻铆在线编程方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114647893B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-02-18发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210279771.3,技术领域涉及:G06F30/15;该发明授权适应蒙皮装夹位姿及形变偏差的自动钻铆在线编程方法是由申少泽;李国进;周文强;何华兵;王飞设计研发完成,并于2022-03-21向国家知识产权局提交的专利申请。
本适应蒙皮装夹位姿及形变偏差的自动钻铆在线编程方法在说明书摘要公布了:本发明涉及飞机蒙皮自动钻铆技术领域,尤其涉及一种适应飞机蒙皮装夹位姿及形变偏差的自动钻铆在线编程方法,包括以下步骤:数模中生成蒙皮基准钉及钻铆钉的理论刀位位置与法向矢量角,现场定位钻铆机并用空间位置传感器测量基准钉位置、法向传感器测量基准钉法矢量角;利用加权ICP迭代运算求得理论与实际坐标系变换参数,得到适应实际装夹蒙皮的钻铆钉最优刀位位置;求得实际基准钉之间各钻铆钉的矢量角变化量,进而得到适应实际装夹蒙皮的钻铆钉刀位法向矢量角;将实际钻铆钉刀位位置与法向矢量角运动学逆解成钻铆机各轴定位位置,在线生成加工程序并进行自动钻铆。本发明有效地解决了薄壁易变形曲面飞机蒙皮无法高精度自动钻铆装配的问题。
本发明授权适应蒙皮装夹位姿及形变偏差的自动钻铆在线编程方法在权利要求书中公布了:1.一种适应蒙皮装夹位姿及形变偏差的自动钻铆在线编程方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1、数模中生成蒙皮基准钉及钻铆钉的理论刀位位置与法向矢量角,现场定位钻铆机并用空间位置传感器测量基准钉位置、法向传感器测量基准钉法矢量角;步骤2、基于理论与实际基准钉空间位置,利用加权ICP迭代运算求得理论与实际坐标系变换参数,进而将钻铆钉的理论位置变换到实际工件坐标系下并缩放,得到适应实际装夹蒙皮的钻铆钉最优刀位位置;步骤3、计算理论两相邻基准钉矢量角变化量与其间各钻铆钉的矢量角变化量的比例关系,根据比例关系及实际两相邻基准钉矢量角变化量,求得实际基准钉之间各钻铆钉的矢量角变化量,进而得到适应实际装夹蒙皮的钻铆钉刀位法向矢量角;步骤4、将实际钻铆钉刀位位置与法向矢量角运动学逆解成钻铆机各轴定位位置,在线生成加工程序并进行自动钻铆;所述步骤2中的基于理论与实际基准钉位置求位姿及缩放最优拟合变换的具体方法为,基于基准钉理论位置PAx,y,z与实际位置PBx,y,z,利用加权ICP迭代运算求得理论与实际坐标系变换参数,包括平移矩阵参数t,即平移矩阵[x0,y0,z0]T;旋转参数R,即旋转矩阵[Vx,Vy,Vz]T;尺度缩放系数s;计算过程为:1、根据旋转变换矩阵模型,利用经典最小二乘法求平移、旋转参数R0、t0,并作为ICP迭代运算的初值;2、求各基准钉点残差;3、利用方差比例求各基准钉点的权重wi;4、求加权中心化值;5、求中心化后的理论与实际基准钉点数据;6、根据中心化后的数据建立SVD模型;7、SVD分解求得加权后的平移、旋转参数R1、t1;8、将其作为下次迭代求权重的依据,重复迭代以上2-7步骤,直到所有基准钉点方差收敛至满足稳定性要求为止,从而确定出最优的平移、旋转参数R、t;9、建立尺度缩放参数s的平差模型,利用经典最小二乘法求解最优的尺度缩放系数s;所述步骤2中的在实际工件坐标系下确定钻铆钉最优刀位位置的具体方法为,根据上述基于基准钉空间位置求得的理论工件坐标系与实际工件坐标系的最优变换平移矩阵t-[x,y,z]T与旋转矩阵R-[Vx,Vy,Vz]T,将所有数模理论钻铆钉刀位位置DAx,y,z通过旋转与平移运算变换到实际工件坐标系中,然后,再根据上述求得的最优尺寸缩放系数s,将变换后的所有钻铆钉刀位位置进行尺寸缩放,进而得到所有钻铆钉在实际工件坐标系下的最优刀位位置DBx,y,z;所述步骤3中的所述实际工件坐标系下确定钻铆钉最佳刀位法向矢量角的具体方法为,利用两相邻基准钉n与n+1理论方向角变化量vAn+1-vAn与两相邻基准钉之间各钻铆钉m与n的理论法向角变化量wAm-vAn的比例关系,结合两相邻基准钉实际法向角变化量vBn+1-vBn,求得两相邻基准钉之间各钻铆钉的最佳实际法向角wBm;所述步骤4中的计算钻铆机各几何轴定位位置的具体方法为,根据求得的所有钻铆钉在实际工件坐标系下的刀位位置DBx,y,z与法向法向角wBmα,β,结合自动钻铆机几何结构,解得钻铆钉的刀位法向矢量VBi,j,k,求解按照刀位法向旋转钻铆机角度轴后刀位末端位置偏移量△x、△y、△z,将其叠加入钻铆钉的刀位位置中,得到所有钻铆钉对应的钻铆机各几何轴的定位位置,形成完整的在线编程方案并生成加工程序,进行自动钻铆加工装配。
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