曲率信息驱动的飞机蒙皮装配变形建模方法

TP391; 在飞机零组件装配过程中,蒙皮的变形严重影响产品的形面精度质量.面向蒙皮装配变形的监测需求,提出一种由曲线到曲面的建模方法,将多条粘有正交光纤光栅的形状记忆合金丝安装于蒙皮表面,通过实验标定方法实现光栅波长偏移量到合金丝曲线曲率的准确转换,再将曲率信息转化为曲线点的空间坐标信息,最后对每条曲线的坐标系进行配准,完成壁板蒙皮装配形状的建模.仿真和实验表明,提出的方法可以实现蒙皮在装配场景下的弯曲形态感知.实验以光学仪器C-Track的测量结果为基准,模型中蒙皮特征点对距离的绝对误差平均值和最大值分别为3.58 mm和8.67 mm,相对误差平均值和最大值分别为0.70％和1.94％....

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Published in计算机集成制造系统 Vol. 29; no. 8; pp. 2622 - 2632
Main Authors 李成渝, 胡俊山, 田威, 朱永凯, 石章虎
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 南京航空航天大学 机电学院,江苏 南京 210016%南京航空航天大学 自动化学院,江苏 南京 211106%成都飞机工业(集团)有限责任公司,四川 成都 610092 2023
Subjects
光纤布拉格光栅
shape sensing
飞机装配
aircraft assembly
形状传感
fiber Bragg grating
surface reconstruction
曲面重建
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ISSN1006-5911
DOI10.13196/j.cims.2023.08.010

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Summary:TP391; 在飞机零组件装配过程中,蒙皮的变形严重影响产品的形面精度质量.面向蒙皮装配变形的监测需求,提出一种由曲线到曲面的建模方法,将多条粘有正交光纤光栅的形状记忆合金丝安装于蒙皮表面,通过实验标定方法实现光栅波长偏移量到合金丝曲线曲率的准确转换,再将曲率信息转化为曲线点的空间坐标信息,最后对每条曲线的坐标系进行配准,完成壁板蒙皮装配形状的建模.仿真和实验表明,提出的方法可以实现蒙皮在装配场景下的弯曲形态感知.实验以光学仪器C-Track的测量结果为基准,模型中蒙皮特征点对距离的绝对误差平均值和最大值分别为3.58 mm和8.67 mm,相对误差平均值和最大值分别为0.70％和1.94％.同时,还对曲线建模误差的变化规律进行了分析:数学论证和仿真结果均表明误差随曲率采样点间隔的变化呈现递增趋势且递增速度与曲线的挠率和曲率相关;并还指出误差随点位递推次序的变化并非一定呈现单增趋势,其与曲率的单调性等因素相关.
ISSN:1006-5911
DOI:10.13196/j.cims.2023.08.010