本文關鍵詞：基于激光掃描數據的機翼壁板孔位修正及切邊技術研究

  更多相關文章： 機翼數字化裝配 激光跟蹤儀 激光掃描儀 制孔 邊距 孔位修正 切邊軌跡

【摘要】：機翼裝配中通常以骨架為基準對壁板進行定位,在傳統(tǒng)裝配方法中,機翼壁板制孔主要依靠人工測量劃線來確定制孔位置以保證制孔邊距,壁板凈邊切削操作同樣采用人工劃線和手工打磨方法來實現,以人工為主的操作方法效率低且精度差,而且在處理復材壁板時,現場操作環(huán)境惡劣,影響工人的身體健康。本文依托浙江大學所承擔的某型飛機機翼數字化裝配項目,以數字化測量技術為基礎,對制孔邊距以及壁板切邊問題進行了深入研究,實現了基于孔邊距約束和Shepard插值法的孔位修正,并保留了原有孔位分布的行列特性,為機器人提供正確的制孔位置；實現了基于骨架邊界計算壁板切邊軌跡,為數控加工系統(tǒng)提供自動化切邊程序。本文首先綜述了機翼數字化裝配技術的國內外研究現狀以及飛機裝配中數字化測量技術和自動化制孔技術的應用情況。介紹了機翼部件的結構組成、裝配工藝要求和裝配工作中存在的難點,并重點說明了機翼數字化裝配系統(tǒng)中機翼掃描測量系統(tǒng)。針對機翼骨架制孔邊距超差問題,給出了孔邊距的定義及計算要素,提出了一種基于孔邊距約束和Shepard插值的全局制孔區(qū)域孔位修正方法,并通過算例驗證了該方法的正確性。針對機翼裝配精加工階段的壁板切邊問題,給出了壁板切邊軌跡的定義,實現了基于k-d tree的骨架邊界特征點提取,投影到壁板點云中形成切邊軌跡,給出了數控加工程序的生成步驟,并通過算例驗證了該方法的可行性和準確性。然后,基于PolyWorks軟件的檢測模塊開發(fā)了專用的掃描測量系統(tǒng)插件,該插件可以實現激光跟蹤儀和激光掃描儀的控制和數據采集、基于激光掃描測量數據和數模的孔位修正及壁板切邊軌跡生成等功能。最后,對全文的工作做了相應的總結,并對未來的工作進行了展望。
【關鍵詞】：機翼數字化裝配 激光跟蹤儀 激光掃描儀 制孔 邊距 孔位修正 切邊軌跡
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V262.4
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 引言11-12
• 1.2 機機翼數字化裝配技術12-14
• 1.2.1 國內研究現狀12-13
• 1.2.2 國外研究現狀13-14
• 1.3 數字化測量技術14-18
• 1.4 自動化制孔技術18-19
• 1.5 本課題研究背景和意義19-20
• 1.6 論文結構20-21
• 第二章 機翼掃描測量系統(tǒng)21-38
• 2.1 引言21-22
• 2.2 機翼數字化裝配系統(tǒng)22-26
• 2.3 機翼掃描測量系統(tǒng)26-35
• 2.3.1 系統(tǒng)組成26-31
• 2.3.2 掃描測量工作原理31-34
• 2.3.3 掃描測量不確定度34-35
• 2.4 測量方案35-37
• 2.5 本章小結37-38
• 第三章 基于孔邊距約束和Shepard插值的孔位修正方法38-56
• 3.1 引言38
• 3.2 孔邊距的定義38-41
• 3.3 孔位和邊界的確定41-47
• 3.3.1 計算實際孔位41
• 3.3.2 點云數據組織及體鄰域計算41-43
• 3.3.3 識別邊界特征點43-45
• 3.3.4 構造邊界Ferguson曲線45-47
• 3.4 基于孔邊距的孔位修正47-50
• 3.4.1 計算孔邊距47-49
• 3.4.2 孔位修正策略49-50
• 3.5 算例分析50-55
• 3.6 本章小結55-56
• 第四章 基于骨架邊界的壁板切邊軌跡生成56-66
• 4.1 引言56-57
• 4.2 壁板切邊軌跡的定義57-58
• 4.3 邊界特征點的提取58-60
• 4.3.1 k-d tree法58-59
• 4.3.2 k-d tree法建立點的拓撲關系59-60
• 4.3.3 基于k-d tree法提取邊界特征點60
• 4.4 最近點及點法矢的求取60-61
• 4.5 切邊數控加工程序的生成步驟61-62
• 4.6 算例分析62-65
• 4.7 本章小結65-66
• 第五章 掃描測量軟件開發(fā)66-79
• 5.1 引言66-67
• 5.2 數據預處理67-69
• 5.2.1 點云去噪67-68
• 5.2.2 點云三角化68
• 5.2.3 點云配準68-69
• 5.3 基于PolyWorks軟件二次開發(fā)69-78
• 5.3.1 PolyWorks軟件的工作流程69-70
• 5.3.2 開發(fā)環(huán)境和工具70
• 5.3.3 功能模塊設計70-72
• 5.3.4 人機交互界面設計72-78
• 5.4 本章小結78-79
• 第六章 總結與展望79-81
• 6.1 總結79-80
• 6.2 展望80-81
• 參考文獻81-85
• 發(fā)表論文85

【參考文獻】

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本文編號：539997