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《大部件調(diào)姿系統(tǒng)的誤差分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、分析計算ANAL．YSISANDCALCULATl0N大部件調(diào)姿系統(tǒng)的誤差分析ErrorAnalysisofPostureAdjustmentforMajorPart北京航空航天大學(xué)韓先國田明榮【摘要】對基于三坐標(biāo)定位器的大部件數(shù)字化柔性裝配系統(tǒng)，建立系統(tǒng)運動控制所需的裝配坐標(biāo)系、動坐標(biāo)系和POGO柱坐標(biāo)系，并在此基礎(chǔ)上分析了其正反解算法。根據(jù)大部件對接的高精度要求，用全微分的方法建立各結(jié)構(gòu)誤差與對接部件位姿誤差之間的誤差正解模型，提出了一種基于工作空間的位姿補償方法。最后，建立帶有誤差源的正解模型，
2、以實例計算驗證了誤差正解模型和補償方法的正確性。關(guān)鍵詞：數(shù)字化裝配控制算法誤差模型誤差補償【ABSTRACTlThecoordinatesystemsforanalyz—ingtheaircraftdigitalassemblysystemaredesigned．Theforwardandinversesolutionsareanalyzed．Forthehighprecision，withdifferentialcalculus，apostureerrormodelinrelationtothest
3、ructuralerrorsisestablished．Thenallcompensatorymethodforprecisionisproposedbasedonthewholeworkspace．Atlast，boththeerrormodelandthecompensatorymethodareconfirmedbytheaccuratefor-wardsolutionwithgivenstructureerrors．Keywords：DigitalassemblyControlalgorith
4、mErrormodelErrorcompensation近年來數(shù)字化裝配技術(shù)正逐漸應(yīng)用于航空制造企業(yè)，數(shù)字化柔性裝配系統(tǒng)不僅提高了裝配質(zhì)量、減小部件安裝應(yīng)力，而且大幅度降低了裝配成本，取得了很好的經(jīng)濟效益。美國波音公司、洛克希德·馬丁公司均建成了自己的數(shù)字化柔性裝配系統(tǒng)”】。國內(nèi)方面浙江大學(xué)、中航工業(yè)北京航空制造工程研究所已著手研究并開發(fā)了各自的柔性裝配系統(tǒng)【2】。數(shù)字化柔性裝配系統(tǒng)主要由機械隨動定位裝置、測量系統(tǒng)、運動控制系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等幾部分組成。調(diào)姿精度是影響裝配質(zhì)量的重要因素，建立裝配系
5、統(tǒng)的誤差模型以期對系統(tǒng)進行誤差補償是提高對接裝配質(zhì)量的關(guān)鍵所在。國內(nèi)不少學(xué)者針對調(diào)姿精度做了大量的工作。浙江大學(xué)的李晨等p1利用多體運動學(xué)理論對基于三坐標(biāo)定位器的調(diào)姿機構(gòu)進行了誤差分析，蔣志敏H1等人建立了單條POGO柱因受力變形引起大部件位姿誤差的數(shù)學(xué)模型，并進行了仿真分析。以往的研112航空制造技術(shù)·2011年第22期究均給出了位姿誤差的傳遞模型，卻沒有提出有效的補償方法。本文在簡要介紹數(shù)字化柔性裝配系統(tǒng)相關(guān)控制算法的基礎(chǔ)上，首先利用微分算法推導(dǎo)出各結(jié)構(gòu)誤差與對接部件位姿誤差之間的關(guān)系，建立了誤差
6、正解模型，然后提出了一種基于工作空間的位姿補償方法，最后通過實例計算，驗證了該誤差正解模型及補償方法的正確性。1運動控制算法1．1位置反解大部件調(diào)姿系統(tǒng)由3個POGO柱和對接部件組成，如圖l所示，0-XYZ為裝配坐標(biāo)系，D廠局距。為與對接部件相固聯(lián)的動坐標(biāo)系。各POGO柱的上端以球鉸與對接部件相連。動坐標(biāo)系與裝配坐標(biāo)系的關(guān)系可以用旋轉(zhuǎn)矩陣R和平移向量r來表示。圖1大部件調(diào)姿系統(tǒng)示意圖Fig．1Diagramofmajorpartpostureadjustingsystem建立POGO柱坐標(biāo)系0，—ⅨE
7、zf，原點為初始位置時球鉸中心點，各軸的方向與裝配坐標(biāo)系的相同。假設(shè)對接部件運動某一位姿后，取其中一條支鏈建立裝配坐標(biāo)系、POGO柱坐標(biāo)系、動坐標(biāo)系之間的關(guān)系如圖2所示。球鉸中心點i為坐標(biāo)系變換的連接點，設(shè)球鉸中心點在動坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為只，POGO柱坐標(biāo)系原點在裝配坐標(biāo)中的位置為D；，則反解出實現(xiàn)對接部件該位姿R和r所需的驅(qū)動向量在裝配坐標(biāo)系下的最：ANALYSISANDCALCULA”O(jiān)N分析計算圈2各坐標(biāo)系之間幾何關(guān)系示意圖Fig．2Geometrydiagramofcoordinatesyste
8、mEl=RPi+r一佛。(1)令工船，厶們工掃為POGO柱坐標(biāo)系各軸在裝配坐標(biāo)系下的單位方向矢量，則R產(chǎn)陋打，L如，工☆】，(2)式中，露；為兩坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)矩陣。驅(qū)動向量在POGO柱坐標(biāo)系下的彬為彬=巧1E=《1(RPi+T一仍)。(3)1．2位置正解位置正解是位置反解的逆過程，是已知各POGO柱的驅(qū)動向量求對接平臺的運動位姿。將各POGO柱的驅(qū)動向量彬，帶入公式：耳=Ei+Oi=Rf形+Oi。(4)求出運動后各球鉸中心點在裝配坐標(biāo)系中的坐標(biāo)凰，結(jié)合
