CN105468834A - 一种基于测量点误差椭球的装配质量控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种基于测量点误差椭球的装配质量控制方法。传统的装配质量是用外形、配合进行表示，正在快速发展和应用的飞机数字化装配、数字化质量检测需使用大空间数字化测量设备。与线、面测量相比，点测量具有速度快、精度高、数据量少等优点，飞机研制中，飞机装配质量经常采用关键测量点的误差进行量化表示和评价。本发明特点在于：1）使用高精度数字化测量方法，对关键特性控制点坐标值进行量化测量。2）用绝对误差椭球对测量点的变动/公差进行数学描述，有利于计算和推导点的绝对位置精度。3）用相对误差椭球对测量点间的相对变动/误差进行数学描述，有利于计算和推导点的相对位置精度。4）基于几何累积空间的点误差传递和累计。

Description

一种基于测量点误差椭球的装配质量控制方法
技术领域
本发明主要应用于装配误差数字化控制与检测方法，具体涉及一种基于测量点误差椭球的装配质量控制方法。
技术背景
飞机装配质量的控制与管理最终体现在零部件主要对接面、空间轴线和轮廓外形的控制。飞机研制中经常采用点对装配质量控制与检测，如飞机水平测量，采用水平测量点阶差数据对飞机整机外形准确度、位置准确度、全机对称性等进行检测。某型号飞机在舱段对接过程中，为控制所示机头和前机身对应长桁的轴线偏差，在对接截面上布置测量点，使用机头和前机身上关键特性控制点的阶差数据代表整个对接面的对接质量。
正在快速发展和应用的飞机数字化装配、数字化质量检测需使用大空间数字化测量设备。与线、面测量相比，点测量具有易布设、测量速度快、测量精度高、数据处理量少等优点，如激光跟踪仪、局域GPS和激光雷达等大空间数字化测量设备均采用点测量方式，对装配过程和装配质量进行控制与检测。需将装配质量用关键测量点误差进行量化表示和计算。
发明内容
本发明提出了一种基于测量点误差椭球的装配质量控制方法，旨在解决飞机装配过程中使用关键特性控制点对装配质量进行控制与检测的问题。
本发明采用的技术方案如下：一种基于测量点误差椭球的装配质量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、建立关键测量点坐标变动与装配质量的映射关系；
根据GB/T1182-1996、GB/T1182-1999、GB/T1182-2002，用有限离散点替代实际装配件的实际轮廓和表面，点坐标变动表示装配质量。
步骤2、建立关键测量点的误差椭球；运用概率法将关键测量点误差包容于误差椭球中。
步骤3、误差椭球的传递与累计；利用坐标变换，将各关键特性波动几何空间统一到装配坐标系中，求解装配链误差变动的几何累积空间，实现关键测量点误差的传递与累积。
步骤4、关键测量点坐标链方程建立。用点三维坐标替代尺寸，建立关键特性控制点坐标链方程。
步骤5、关键测量点误差的分析与分配方法。以误差椭球作为控制对象，实现装配质量控制与检测。
所述步骤（2）建立关键测量点的误差椭球；运用概率法将关键测量点误差包容于误差椭球中，步骤（4）关键测量点误差的分析与分配方法；以误差椭球作为控制对象，实现装配质量控制与检测。
本发明的优点：1）使用高精度数字化测量方法，对关键特性控制点坐标值进行量化测量。2）用绝对误差椭球对测量点的变动/公差进行数学描述，有利于计算和推导点的绝对位置精度。3）用相对误差椭球对测量点间的相对变动/误差进行数学描述，有利于计算和推导点的相对位置精度。4）基于几何累积空间的点误差传递和累计。
附图说明
图1、图2是本发明中实施例的示意图。
图1为测量点P1P2相对椭圆误差示意图。
图2为基于几何累积空间的点误差传递和累计示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
本发明是提供一种基于测量点误差椭球的装配质量控制方法方法，包括以下步骤。
步骤1、建立关键测量点与装配质量的映射关系
因为装配质量通常以公差、位置度等形式的信息出现。根据GB/T1182-1996、GB/T1182-1999、GB/T1182-2002可知，用有限离散点误差（变动空间）替代实际零件的实际轮廓和表面的公差。
步骤2、建立关键测量点的误差椭球
依据点坐标变动空间，利用点位中误差计算一定概率水平下的测量点误差椭球的几何表达式。
步骤3、面向装配链的点误差椭球传递与累积
利用坐标变换，将误差椭球几何空间统一到装配坐标系中，求解误差椭球的几何累积空间，实现点误差的传递与累积。
极值耦合法
利用基于闵可夫斯基和（MinkowskiSum）的计算方法，解算关键特性波动的耦合极值空间。
概率耦合法
针对极值法将使得计算过程相当复杂，同时极值法会增加制造成本。运用快速傅立叶变换求解高维交集的概率分布函数。
步骤4、关键特性控制点坐标链方程建立
用点三维坐标替代尺寸，用点坐标链方程替代尺寸链方程。
步骤5、点公差分析与分配方法
以点作为公差设计对象:①基于误差椭圆/误差椭球的点绝对误差数学描述。误差椭圆/误差椭球，建立点绝对误差的数学描述，实现点坐标变动几何空间的数学定义。其中，误差椭圆是应用于二维空间公差设计，误差椭球应用于三维空间公差设计。②基于相对误差椭圆/相对误差椭球的点相对误差数学描述。在装配协调中，有时不是研究控制点的绝对精度，而是需要求解任意两个待定点之间的相对位置精度。利用相对误差椭圆/相对误差椭球表示两控制点的相对精度，通过计算相对误差椭圆相对/误差椭球，实现控制点的协调准确度分析和分配。

Claims (2)

1.一种基于测量点误差椭球的装配质量控制方法，其特征在于包括以下步骤；
步骤1、建立关键测量点与装配质量的映射关系；
步骤2、建立关键测量点的误差椭球；运用概率法将关键测量点误差包容于误差椭球中；
步骤3、误差椭球的传递与累计；利用坐标变换，将各关键特性波动几何空间统一到装配坐标系中，求解装配链误差变动的几何累积空间，实现关键测量点误差的传递与累积；
步骤4、关键测量点坐标链方程建立；用点三维坐标替代尺寸，建立关键特性控制点坐标链方程；
步骤5、关键测量点误差的分析与分配方法；以误差椭球作为控制对象，实现装配质量控制与检测。
2.根据权利要求1所述的一种基于测量点误差椭球的装配质量控制方法，其特征在于：所述步骤（2）建立关键测量点的误差椭球；运用概率法将关键测量点误差包容于误差椭球中，步骤（4）关键测量点误差的分析与分配方法；以误差椭球作为控制对象，实现装配质量控制与检测。
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