随位串联三坐标定位器定位精度建模与试验

doi:10.7527/S1000-6893.2023.28469

Abstract

Abstract:

The automatic assembly of aircraft components is generally realized by parallel drive of multiple 3-axis positioners. However， the reconfiguration efficiency and positioning accuracy of single 3-axis positioner have great influence on the assembly efficiency and accuracy of aircraft components. Based on the analysis of the kinematical reverse solution error caused by the geometric errors from positioner with 3-axis randomly position connected in series， positioner with 3-axis randomly position connected in series is designed， and the error compensation model of the kinematical reverse solution is established. The experiment results show that the actual positioning accuracy of positioner with 3-axis randomly positioned series connection is up to 0.025-0.038 mm， which meets the high precision requirements of the new generation aircraft component assembly.

Key words: randomly positioned series connection, 3-axis positioner, positioning accuracy, modeling, assembly

CLC Number:

V262

Xiaofu BA, Hongqian XUE, Xining LI. Modeling and test of positioning accuracy for positioner with 3-axis randomly position connected in series[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2023, 44(19): 428469.

Figures/Tables 22

Fig.1

Fig.2

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Fig. 8

Fig.9

Table 1

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Table 4

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Table 9

Positioning error coefficient

定位器	输入位移参数			实际位移参数			定位误差系数
定位器	l_x /mm	l_y /mm	l_z /mm	l_x ′/mm	l_y ′/mm	l_z ′/mm	$Δ ¯ x$ /mm	$Δ ¯ y$ /mm	$Δ ¯ z$ /mm
PT1	100	105	900	99.83	104.97	899.98	-0.001 678	-0.000 273	-0.000 025
PT2	105	110	900	104.85	109.97	900.02	-0.001 421	-0.000 238	0.000 027
PT3	95	105	900	94.65	104.87	900.00	-0.003 687	-0.001 277	-0.000 005
PT4	85	110	900	84.87	110.02	899.98	-0.001 481	0.000 153	-0.000 021

Table 9

Table 10

Table 11

Table 12

Table 13

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定位器	位置	飞机装配坐标系RCS
定位器	位置	X/mm	Y/mm	Z/mm
PT1	“0”	31 916.61	-10 886.38	977.19
	“1”	32 006.48	-10 842.98	974.40
	“2”	31 960.81	-10 748.46	974.49
	“3”	31 960.96	-10 748.20	1 874.47
PT2	“0”	35 024.80	-17 309.65	963.73
	“1”	35 119.16	-17 263.93	963.79
	“2”	35 071.26	-17 164.93	963.75
	“3”	35 071.32	-17 164.74	1 863.77
PT3	“0”	30 525.20	-20 324.13	966.42
	“1”	30 602.75	-20 269.87	966.50
	“2”	30 542.52	-20 184.03	966.40
	“3”	30 542.38	-20 184.03	1 866.39
PT4	“0”	26 046.03	-13 944.14	965.95
	“1”	26 115.55	-13 895.44	965.99
	“2”	26 052.38	-13 805.36	965.97
	“3”	26 052.08	-13 805.58	1 865.95

定位器	球窝中心点	飞机装配坐标系RCS
定位器	球窝中心点	X/mm	Y/mm	Z/mm
PT1	QW1	31 938.97	-10 824.91	1 062.70
PT2	QW2	35 049.52	-17 239.76	1 062.73
PT3	QW3	30 541.77	-20 251.01	1 062.71
PT4	QW4	26 064.77	-13 863.91	1 062.77

定位器	球窝中心点	定位器坐标系PCS
定位器	球窝中心点	x/mm	y/mm	z/mm	备注
PT1	QW1	46.94	45.63	86.78	相对于PCS
PT2	QW2	52.75	52.11	98.98	相对于PCS
PT3	QW3	61.66	52.87	96.29	相对于PCS
PT4	QW4	61.53	54.95	96.81	相对于PCS

定位器	球窝中心点	飞机装配坐标系RCS
定位器	球窝中心点	X/mm	Y/mm	Z/mm
PT1	QW1	31 939.04	-10 824.87	1 062.70
PT2	QW2	35 049.58	-17 239.71	1 062.72
PT3	QW3	30 545.34	-20 245.50	1 062.71
PT4	QW4	26 064.85	-13 863.87	1 062.78

定位器	球窝中心点	飞机装配坐标系RCS
定位器	球窝中心点	X实际值/mm	X理论值/mm	X偏差/mm	Y实际值/mm	Y理论值/mm	Y偏差/mm	Z实际值/mm	Z理论值/mm	Z偏差/mm	总偏差/mm
PT1	QW1	31 939.04	31 938.97	0.07	-10 824.87	-10 824.91	0.05	1 062.70	1 062.70	0	0.080
PT2	QW2	35 049.58	35 049.52	0.06	-17 239.71	-17 239.76	0.04	1 062.72	1 062.73	0	0.076
PT3	QW3	30 545.34	30 541.77	3.56	-20 245.50	-20 251.01	5.51	1 062.71	1 062.71	0	6.557
PT4	QW4	26 064.85	26 064.77	0.08	-13 863.87	-13 863.91	0.05	1 062.78	1 062.77	0	0.092

Modeling and test of positioning accuracy for positioner with 3-axis randomly position connected in series

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定位器	球窝中心点	l_x /mm	l_x ′/mm	X测量偏差/mm	l_y /mm	l_y ′/mm	Y测量偏差/mm	l_z /mm	l_z ′/mm	Z测量偏差/mm	定位误差/mm
PT1	QW1	100	99.83	0.17	105	104.97	0.03	900	899.98	0.02	0.076
PT2	QW2	105	104.85	0.15	110	109.97	0.03	900	900.02	0.02	0.080
PT3	QW3	95	94.65	0.35	105	104.87	0.13	900	900.00	0.00	6.557
PT4	QW4	85	84.87	0.13	110	110.02	0.02	900	899.98	0.02	0.090

定位器	球窝中心点	定位精度/mm
定位器	球窝中心点	未补偿	有补偿
PT1	QW1	0.080	0.030
PT2	QW2	0.076	0.025
PT3	QW3	6.557	0.038
PT4	QW4	0.092	0.026

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