● 摘要
在飞机大部件数字化对接平台中，良好的调姿轨迹是实现部件精准对接的前提，基于测量数据的位姿评估与质量评价是实现飞机对接装配质量控制与改进的保证。本文系统地研究了飞机大部件数字化对接中的位姿测量及轨迹调整规划算法、位姿评估与对接质量评价算法，并开发出相应的软件支持工具。 首先，对飞机大部件对接调姿过程进行研究，建立大部件对接系统中的坐标系，给出对接部件位姿的定义、表示及其测量计算方法。采用五次多项式拟合调姿轨迹，提出最优时间轨迹规划方法，最后采用MATLAB对规划出的轨迹进行仿真验证。 其次，在给出位姿测量不确定度的概念并基于协方差矩阵计算其数值的基础上，提出基于位姿测量不确定度的对接装配质量评价方法。该方法通过位姿测量不确定度计算出质量指标点不确定度，进而求解对接装配质量指标的测量过程能力指数，通过测量过程能力指数反映对接质量。文中给出了对接装配质量评价方法的数值计算方法，同时利用蒙特卡罗仿真对数值解法进行了验证。 再次，通过分析现阶段的飞机大部件对接装配质量的评价方法，针对传统水平测量方式的不足，采用基于模板的水平测量规划思想，给出了三维测量环境下的水平测量方式及其实现方法。 最后，应用基于CAA的CATIA二次开发技术和MATLAB平台实现了飞机大部件对接调姿规划与质量评价原型系统的设计和开发，并结合机身机翼对接装配的应用场景给出了原型系统的应用实例分析。