飞机部件自动钻铆系统的基准检测装置及其检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102636110A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102636110A(43)申请公布日2012.08.15(21)申请号201210081079.6(22)申请日2012.03.26(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市御道街29号(72)发明人田威廖文和贺美华沈建新周炜曾远帆(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人彭英(51)Int.Cl.G01B11/00(2006.01)G01B11/03(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书88页页附图附图11页(54)发明名称飞机部件自动钻铆系统的基准检测装置及其检测方法(57)摘要本发明涉及一种飞机部件自动钻铆系统的基准检测装置及其检测方法，包括由2D激光位移传感器和距离传感器获取基准轮廓的信息，通过运用最小二乘法建立基准孔中心坐标的参数空间，然后运用广义Hough变换实现基准孔边界空间域到基准孔中心坐标的参数空间的变换,拟合并计算出基准中心位置，实现基准实际位置的检测，因此实现对自动钻铆系统加工基准的实际位置的确定，以确定基准理论位置与实际位置的偏差，对产品上预加工点的位置加以补偿修正，因而消除制造安装误差，提高钻铆精度，并且其检测方法简单、求解速度快，可实现基准在线检测。CN10263ACN102636110A权利要求书1/2页1.一种飞机部件自动钻铆系统的基准检测装置，用于产品上的四个基准孔的基准实际位置的检测，该四个基准孔位于同一平面内或近似平面内，其特征在于：包括处理器、2D激光位移传感器的控制器、直线驱动器的控制器以及基座，所述基座上设置有滑块导轨和直线驱动器，所述滑块导轨滑动连接有连接板，而直线驱动器与连接板连接，用于使连接板在滑块导轨上滑动；所述连接板上设置有2D激光位移传感器和距离传感器，所述处理器通过2D激光位移传感器的控制器控制2D激光位移传感器扫描测量基准轮廓特征点的二维坐标，所述处理器通过直线驱动器的控制器控制直线驱动器作直线运动，而所述距离传感器用于测量滑块导轨的移动量，所述处理器处理来自2D激光位移传感器和距离传感器的测量值，实现基准检测。2.基于权利要求1所述的一种飞机部件自动钻铆系统的基准检测装置的检测方法，其特征在于包括以下步骤：第一步，定义基坐标系A-XYZ，坐标原点为空间任意一点A，水平方向为X轴，竖直方向为为Z轴,Y轴为右手坐标系规定的方向；定义2D激光位移传感器坐标系为S-XYZ，2D激光位移传感器内部激光束出射点为坐标原点S,2D激光位移传感器内部激光束经柱面物镜分散形成的光条的方向为X轴，以激光出射方向为Z轴，Y轴为满足右手坐标系的规定的方向；定义基准孔平面坐标系O-XYZ，以基准孔所在平面上任意一点为坐标原点O，基准孔所在平面上相互垂直的两条直线为X,Y轴，基准孔平面法向为Z轴，所述基准孔所在平面为基准孔平面或者为基准平面；基准检测前首先通过标定确定2D激光位移传感器扫描初始坐标系S0-XYZ相对于基坐标系A-XYZ的旋转矩阵R及其传感器坐标系起始坐标原点在基坐标系的坐标，并确定2D激光位移传感器在基坐标系的扫描方向角（α，β，γ），从而确定出传感器坐标系与基坐标系的转换关系；然后再确定基准孔平面坐标系到基坐标系的旋转矩阵，从而确定基准孔平面坐标系与基坐标系的转换关系；第二步，通过2D激光位移传感器的控制器启动2D激光位移传感器，测量扫描初始位置基准轮廓特征点的二维坐标，该二维坐标为传感器坐标系XZ平面上的坐标；第三步，通过启动直线驱动器的控制器启动直线驱动器，使2D激光位移传感器做直线扫描运动，同时测量扫描方向上基准轮廓特征点的二维坐标，该二维坐标为传感器坐标系XZ平面上的坐标，以及距离传感器测量滑块导轨的移动量，并将其输入到处理器中；第四步，根据基准轮廓特征点在传感器坐标系XZ平面上的二维坐标和距离传感器测量滑块导轨的移动量，通过传感器坐标系与基坐标系的转换关系，计算出基准轮廓特征点在基坐标系上的三维坐标；第五步，将基准孔轮廓特征点在基坐标系上的三维坐标，经过坐标变换转换为在基准孔平面坐标系的XY平面上的二维坐标；第六步，根据基准轮廓特征点在基准孔平面坐标系XY平面上的二维坐标,首先通过运用最小二乘法建立基准孔中心坐标的参数空间；然后运用广义Hough变换实现基准孔边界空间域到基准孔中心坐标的参数空间的变换,实现基准孔中心坐标估计；最后将该基准孔中心在基准孔平面坐标系XY平面上的二维坐标逆转为在基坐标系上的三维坐标。3.根据权利要求2所述飞机部件自动钻铆系统的基准检测方法，其特征在于：所述运用最小二乘法建立基准孔中心坐标的参数空间的方法为：首先，对所述基准孔轮廓特征点2CN102636110A权利要求书2/2