可移动数控定位器坐标标架快速标定方法研究

发布时间：2017-12-16 09:25

  本文关键词：可移动数控定位器坐标标架快速标定方法研究

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【摘要】：飞机大型部件数字化装配过程中的精准定位依赖于数控定位设备和精密测量仪器的支撑及辅助而得以实现。数控定位器是飞机数字化装配系统的主要定位设备,其定位精度受定位器制造精度、定位器各轴运动精度、定位器整体刚度与受力变形、定位器运行磨损度以及定位器坐标标架标定方法等因素的影响。其中,定位器坐标标架标定是数控定位系统进行精准定位和调姿的关键所在,直接影响到单个定位器在装配坐标系下零点位置及坐标轴方向的确立和定位器组的协同运动精度即系统定位精度。可移动数控定位器作为数控定位器的一种,因其移动灵活而广泛应用于部件进站与出站干涉较多或部件对接后支撑位置发生改变的飞机数字化装配系统。当定位器重新移动回到地基上的配置位置时,定位器支撑脚与地基上的支撑孔洞通过螺纹连接,首先完成主支撑脚和对应支撑洞的匹配连接并旋紧,副支撑脚与对应的支撑洞再依次匹配旋紧；由于这样的匹配顺序和旋紧程度不一致、支撑脚和支撑空洞发生磨损、支撑空洞内残留碎屑或杂物等原因,可能导致定位器每次的实际配置位置与理论位置不一致而产生偏差。这就需要通过对定位器坐标标架进行标定,获取定位器每次移位后准确的实际配置位置。针对飞机数字化装配中可移动数控定位器坐标标架快速标定及统一问题,本文依据在定位器上的预设标记点的理论坐标和实测坐标之间的偏差建立最小二乘模型,利用奇异值分解法实现定位器坐标标架的原始标定。在定位器移位后,定位器的三个运动轴的运动位置处于未知状态,可以将定位器看作一个“黑盒”,把三轴相对定位器设备零点的偏移量引入最小二乘模型作为新的标定参数,采用优化理论中的SQP方法和阻尼高斯-牛顿迭代方法对定位器坐标标架进行快速标定。与此同时,基于向原始标定方法中采用的SVD算法修正的思想,提出一种基于三点法修正值进行标定的方法来完成定位器坐标标架的快速标定。最后,通过建立数控定位器、激光跟踪仪和标定与误差分析程序构成的标定实验系统,对本文提出的原始标定方法和快速标定方法进行标定结果和误差分析。利用激光跟踪仪对预设标记点的坐标值进行坐标测量,得到原始标定、SQP方法标定、阻尼高斯-牛顿迭代法标定和基于三点法修正值方法标定的标定结果。对比分析这几种标定方法的标定精度、稳定性以及适用性可得：原始标定、SQP方法标定和阻尼高斯-牛顿迭代法标定的精度都很高,完全可以保证定位器0.05mm的定位精度；在快速标定方法中,SQP方法标定精度相对阻尼高斯-牛顿方法的标定精度更高,但前者的稳定性不如后者；基于三点法修正值方法具有简单易实现的优点,但由于在三点法修正的过程中产生累计误差,使得其标定误差偏高,精度偏低,且误差随着偏移量的增加而变大。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG659

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1 余小光;可移动数控定位器坐标标架快速标定方法研究[D];浙江大学;2016年

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本文编号：1295523