[发明专利]一种随位并联三坐标定位器组的调姿方法

说明书

本发明公开了一种随位并联三坐标定位器的调姿方法，包含建立参考坐标系、随位斜角坐标系，工件坐标系，以及它们之间的转换关系；将并联的定位器移动至工件的定位点处，将工件的定位点相对于参考坐标系的坐标值转换为相对于随位斜角坐标系的坐标值，并移动定位器，使定位点移动到相应位置处；然后标定工件的位姿、规划调姿路径、求解调姿参数，以及随位斜角坐标系的坐标值；最后随位并联三坐标随位串联定位器组进行调姿运动，将定位点运动到随位斜角坐标系的坐标值位置处，完成对工件的调姿。

技术领域

本申请涉及飞机数字化装配技术领域，具体是指随位并联的三坐标随位串联定位器的调姿方法。

背景技术

在飞机制造行业中，大量使用平行并联的三坐标定位器共同支撑飞机部件,对飞机部件进行调姿,但是多台三坐标定位器之间必须两两平行并联,即所有三坐标定位器的X坐标模块、Y坐标模块、Z坐标模块要分别平行，当前的这种并联调姿技术存在如下几个方面的问题：

(1)制造周期长，任意两台三坐标定位器的平行都是通过一点一点的调整才能安装出来的，随着并联的三坐标定位器的数量增多，并联调姿装备的安装工作量成倍增加。

(2)制造成本高，并联调姿装备的安装不仅需要用到专用的安装设备，如激光干涉仪、千分表、大理石尺、殷钢尺等，还需要专业的安装人员，无论是设备的租赁和折旧费用，还是技能人员的人工成本，都是一笔相当大的费用。

(3)调姿精度低，平行并联调姿装备实际上是无法做到绝对平行的，用理想的平行状态直接表征两定位器的关系本身就引入了一定的误差，导致平行并联调姿装备在调姿时存在理论误差。

(4)适用范围小，由于平行并联调姿装备的制造周期长，一般都安装在某个固定的位置而不再移动，也难以移动和重新调装，因此，平行并联调姿装备的适用范围小，一般仅适用于某种单一的调姿对象而不具备柔性和可重构功能。

(5)平行并联调姿技术要求其组成结构——三坐标定位器，必须是三坐标正交串联定位器，而无法适用于三坐标随位串联定位器。因为，三坐标随位串联定位器的三个坐标是随位串联的，意味着任意两台三坐标定位器都没有一致性，没有一致性的两台三坐标定位器是无论如何也实现了平行并联的。

发明内容

为了实现多台三坐标随位串联定位器的并联调姿功能，以及实现并联调姿装备的短周期、低成本、高精度和广适用功能，发明了一种随位并联三坐标定位器组的调姿方法

本发明采用以下技术方案：

一种随位并联三坐标定位器组的调姿方法，其特征在于随位并联三坐标定位器组由N台三坐标随位串联定位器通过随位并联而组成，其中N≥3，所述的三坐标随位串联定位器，依次由底座、三坐标运动机构、末端定位器串联而成，所述的三坐标运动机构由第一坐标模块、第二坐标模块、第三坐标模块随位串联而成，所述的末端定位器含有定位点P，N台三坐标随位串联定位器的定位点Pⁱ分别与工件的定位点P^i'相配合，其中i∈[1 N]，工件基于随位并联的N台三坐标随位串联定位器组的调姿方法，包含以下步骤：

(1)建立定位和调姿用的参考坐标系CCS_坐标系，参考坐标系CCS_坐标系相对于工作场景固定不变；

(2)将第i台三坐标随位串联定位器移动至工件的定位点P^i'处，使工件的定位点P^i'处于三坐标随位串联定位器中对应的定位点Pⁱ的定位包络空间内，然后固定第i台三坐标随位串联定位器；

(3)建立第i台三坐标随位串联定位器的随位斜角坐标系包含以下步骤：

(3-1)将第i台三坐标随位串联定位器的三坐标运动机构回零，以末端定位器的定位点Pⁱ为的原点；