點(diǎn)的數(shù)目為η 2 nP;
[0044] 5.2)設(shè)定各運(yùn)動參數(shù)的優(yōu)化初值為零；
[0045] 5.3)考慮到飛機(jī)壁板臥式自動鉆鉚機(jī)對雙末端相對位姿精度的要求，構(gòu)建合適的 優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)：
[0046] z=l /=1
i=l.
[0047] 其中，？/11^1(1 = 1，2，一，11)分別表示數(shù)控定位設(shè)備1的末端1^點(diǎn)在裝配坐標(biāo)系 下的理論位置坐標(biāo)和實(shí)際位置坐標(biāo);PCl、P Dl(i = l，2,…，η)分別表示數(shù)控定位設(shè)備Π 的末 η 端TCP點(diǎn)在裝配坐標(biāo)系下的理論位置坐標(biāo)和實(shí)際位置坐標(biāo)；-Α?)_表示數(shù)控定位設(shè) ?=1 備I末端TCP點(diǎn)的實(shí)際位置與理論位置之差，即絕對位置誤差；表示數(shù)控定位 1=1 設(shè)備Π 末端TCP點(diǎn)的實(shí)際位置與理論位置之差，即絕對位置誤差；:1(4. - A f表示數(shù)控定 /=1 位設(shè)備I末端TCP的實(shí)際位置和數(shù)控定位設(shè)備Π 末端TCP的實(shí)際位置之差，即相對位置誤差；
[0048] 5.4)優(yōu)化過程中，采用L-M算法;收斂條件中，設(shè)置辨識參數(shù)的最小變化量和優(yōu)化 目標(biāo)函數(shù)的最大許可變化量為l〇e-9，其他收斂條件為默認(rèn)值。
[0049] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0050] (1)針對飛機(jī)壁板臥式自動鉆鉚機(jī)，提出了一種雙機(jī)床運(yùn)動參數(shù)的辨識方法，能有 效提高雙定位設(shè)備復(fù)雜系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)建模精度；
[0051] (2)該自動鉆鉚機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)動參數(shù)辨識方法，將兩設(shè)備末端的相對位置精度納入 目標(biāo)函數(shù)中，使運(yùn)動參數(shù)的最優(yōu)值更符合設(shè)備的性能需求，有助于保證鉆鉚機(jī)雙定位設(shè)備 末端的相對位置精度；
[0052] (3)該自動鉆鉚機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)動參數(shù)辨識方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對兩數(shù)控定位設(shè)備運(yùn)動參 數(shù)的同步辨識，節(jié)省了復(fù)雜設(shè)備系統(tǒng)的參數(shù)辨識時間；
[0053] (4)為多協(xié)同工作設(shè)備的運(yùn)動參數(shù)辨識提供了一種思路，將多設(shè)備看做一個整體 進(jìn)行分析和建模，能夠提高辨識參數(shù)對系統(tǒng)模型的整體修正效果，提高設(shè)備各末端的協(xié)同 工作精度，有助于保證飛機(jī)裝配中的制孔與緊固件連接的質(zhì)量，提升飛機(jī)部件整體的裝配 質(zhì)量與裝配效率。
【附圖說明】
[0054] 圖1為飛機(jī)壁板臥式自動鉆鉚機(jī)的軸測圖；
[0055] 圖2為飛機(jī)壁板臥式自動鉆鉚機(jī)的正視圖；
[0056] 圖3為飛機(jī)壁板臥式自動鉆鉚機(jī)的俯視圖；
[0057]圖4為飛機(jī)壁板臥式自動鉆鉚機(jī)的坐標(biāo)系建立和運(yùn)動學(xué)建模示意圖；
[0058]圖5為飛機(jī)壁板臥式自動鉆鉚機(jī)的坐標(biāo)系簡化示意圖；
[0059]圖中：制孔插釘側(cè)機(jī)床1，制孔插釘側(cè)數(shù)控定位設(shè)備2，制孔插釘執(zhí)行器3，鐓緊側(cè)數(shù) 控定位設(shè)備4，鐓緊側(cè)機(jī)床5，鐓緊頭6，壁板工裝7，飛機(jī)壁板8。
【具體實(shí)施方式】
[0060] 如圖1-圖3所示，飛機(jī)壁板臥式自動鉆鉚機(jī)是由制孔插釘側(cè)機(jī)床1、鐓緊側(cè)機(jī)床5組 成，其中制孔插釘側(cè)機(jī)床1是由制孔插釘側(cè)數(shù)控定位設(shè)備2和制孔插釘執(zhí)行器3組成，鐓緊側(cè) 機(jī)床5是由鐓緊側(cè)數(shù)控定位設(shè)備4和鐓緊頭6組成;飛機(jī)壁板8由壁板工裝7固定。
[0061] 如圖4所示，飛機(jī)壁板臥式自動鉆鉚機(jī)中每臺數(shù)控定位設(shè)備都有X、Y、Z、A、B五個運(yùn) 動軸，定義各坐標(biāo)系并表明運(yùn)動學(xué)建模過程。
[0062] 如圖5所示，通過外部測量系統(tǒng)對飛機(jī)壁板臥式自動鉆鉚機(jī)進(jìn)行測量，示意簡圖表 明了主要坐標(biāo)系之間的關(guān)系。
[0063] 本發(fā)明的飛機(jī)壁板臥式自動鉆鉚機(jī)運(yùn)動參數(shù)辨識方法的步驟如下：
[0064] (1)在飛機(jī)壁板臥式自動鉆鉚機(jī)系統(tǒng)中，建立鐓緊側(cè)機(jī)床和制孔插釘側(cè)機(jī)床的設(shè) 備基坐標(biāo)系、各運(yùn)動軸子坐標(biāo)系及末端TCP坐標(biāo)系等，其中各坐標(biāo)系均與其設(shè)備基坐標(biāo)系的 坐標(biāo)軸方向保持一致。具體實(shí)施步驟如下：
[0065] 1.1:將飛機(jī)壁板臥式自動鉆鉚機(jī)中兩數(shù)控定位設(shè)備的基坐標(biāo)系原點(diǎn)分別表示為 〇1和〇2，末端位姿以向量pv = [ px，py，pz，Vx，Vy，Vz ]表示。其中，[px，py，pz ]表示設(shè)備末端TCP坐 標(biāo)系的原點(diǎn)在其基坐標(biāo)系〇i(i = 1，2)下的位置坐標(biāo)，[vx，Vy，vz]表示設(shè)備末端TCP坐標(biāo)系的 Y軸姿態(tài)向量；
[0066] 1.2:定義飛機(jī)壁板臥式自動鉆鉚機(jī)中的各坐標(biāo)系:數(shù)控定位設(shè)備的基坐標(biāo)系以（i =1，2)，各運(yùn)動軸子坐標(biāo)系乂1、21、￥1、六1、81(1 = 1，2)，工件坐標(biāo)系0?，以及裝配坐標(biāo)系1?;其 中，各子坐標(biāo)系均與其設(shè)備基坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸方向保持一致。
[0067] (2)對飛機(jī)壁板臥式自動鉆鉚機(jī)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析，建立理想運(yùn)動學(xué)模型；確定兩數(shù) 控定位設(shè)備的運(yùn)動參數(shù)，建立實(shí)際運(yùn)動學(xué)模型；并結(jié)合兩基坐標(biāo)系與裝配坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān) 系，實(shí)現(xiàn)在裝配坐標(biāo)系下對雙設(shè)備末端位姿的描述。具體實(shí)施步驟如下：
[0068] 2.1:對飛機(jī)壁板臥式自動鉆鉚機(jī)作運(yùn)動學(xué)分析，并建立制孔插釘側(cè)數(shù)控定位設(shè)備 (數(shù)控定位設(shè)備I)和鐓緊側(cè)數(shù)控定位設(shè)備(數(shù)控定位設(shè)備Π )的理想運(yùn)動學(xué)模型：
[0069]
[0070]
[0071] 其中，fr表示從坐標(biāo)系Μ到坐標(biāo)系N的理想齊次變換矩陣;0jj = l，2)表示數(shù)控 定位設(shè)備j的基坐標(biāo)系;Xi、Zi、Yi、Ai、Bi (i = 1，2)表示數(shù)控定位設(shè)備i的各運(yùn)動軸對應(yīng)的子坐 標(biāo)系;tj (j = 1，2)表示數(shù)控定位設(shè)備j的末端TCP坐標(biāo)系；f (j = 1，2)表示數(shù)控定位設(shè)備j從 基坐標(biāo)系〇j到末端TCP坐標(biāo)系的理想齊次變換矩陣；
[0072] 2.2:對數(shù)控定位設(shè)備I和數(shù)控定位設(shè)備Π 的各運(yùn)動副進(jìn)行分析，確定引入的運(yùn)動 參數(shù)個數(shù)分別為ηΡι和np2，建立實(shí)際運(yùn)動學(xué)模型：
[0073]
[0074]
[0075] 2.3:依據(jù)兩數(shù)控定位設(shè)備的實(shí)際運(yùn)動學(xué)模型、基坐標(biāo)系與裝配坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān) 系，實(shí)現(xiàn)裝配坐標(biāo)系下對雙設(shè)備末端位姿的描述：
[0076]
[0077]
[0078] 其中，Ι,Γ表示從坐標(biāo)系Μ到坐標(biāo)系N的齊次變換矩陣;R表示裝配坐標(biāo)系;0」(j = 1， 2)表示數(shù)控定位設(shè)備j的基坐標(biāo)系;t j (j = 1，2)表示數(shù)控定位設(shè)備j的末端TCP坐標(biāo)系;T j (j =1，2)表示從數(shù)控定位設(shè)備j的基坐標(biāo)系0j到末端TCP坐標(biāo)系的齊次變換矩陣;RTj (j = 1，2) 表示從裝配坐標(biāo)系到數(shù)控定位設(shè)備j的末端TCP坐標(biāo)系的齊次變換矩陣。
[0079] (3)在飛機(jī)壁板臥式自動鉆鉚機(jī)的兩數(shù)控定位設(shè)備上，分別安裝激光跟蹤儀測量 用反射鏡;將激光跟蹤儀放置在合適位置;并根據(jù)待辨識運(yùn)動參數(shù)的數(shù)目，確定所需測量點(diǎn) 的個數(shù)。具體實(shí)施步驟如下：
[0080] 3.1:在飛機(jī)壁板臥式自動鉆鉚機(jī)的兩數(shù)控定位設(shè)備上，分別安裝激光跟蹤儀測量 用反射鏡；
[0081] 3.2:將激光跟蹤儀擺放在適當(dāng)位置，使其測量范圍能夠覆蓋到兩數(shù)控定位設(shè)備的 運(yùn)動范圍；
[0082] 3.3:在數(shù)控定位設(shè)備I和數(shù)控定位設(shè)備Π 的實(shí)際運(yùn)動學(xué)模型中，引入運(yùn)動參數(shù)的 數(shù)目分別為ηΡι和np2，計算得鉆鉚機(jī)中待辨識運(yùn)動參數(shù)的總數(shù)目n P:
[0083] ηΡ = ηΡι+ηΡ2
[0084]由此，確定所需測量點(diǎn)的個數(shù)n:n2 nP。
[0085] (4)改變飛機(jī)壁板臥式自動鉆鉚機(jī)中兩數(shù)控定位設(shè)備的各運(yùn)動副變量，通過實(shí)際 運(yùn)動學(xué)模型計算理論末端位置的表達(dá)式，得到測量點(diǎn)理論位置坐標(biāo);并利用激光跟蹤儀測 量實(shí)際末端位置，得到測量點(diǎn)實(shí)際位置坐標(biāo)。具體實(shí)施步驟如下：
[0086] 4.1:對數(shù)控定位設(shè)備I，給定η組運(yùn)動副變量值，根據(jù)其末端TCP坐標(biāo)系到裝配坐標(biāo) 系的轉(zhuǎn)換關(guān)系RTi，計算其末端TCP點(diǎn)在裝配坐標(biāo)系下的理論位置坐標(biāo)PAl(i = l，2,…，n);
[0087] 4.2:對應(yīng)η組運(yùn)動副變量值，當(dāng)數(shù)控定位設(shè)備I運(yùn)動完成后，使用激光跟蹤儀測量 其末端位置，并將其測量值轉(zhuǎn)化至裝配坐標(biāo)系下，記錄為數(shù)控定位設(shè)備I末端TCP點(diǎn)在裝配 坐標(biāo)系下的實(shí)際位置坐標(biāo)PBi(i = l，2,…，n);
[0088] 4.3:對應(yīng)數(shù)控定位設(shè)備I的η個位姿狀態(tài)，根據(jù)數(shù)控定位設(shè)備Π 的理想運(yùn)動學(xué)模型 進(jìn)行反解，計算數(shù)控定位設(shè)備Π 的η組運(yùn)動副變量；
[0089] 4.4:按照步驟(4.1)(4.2)中同樣的方法，計算η組運(yùn)動副變量所對應(yīng)的數(shù)控定位 設(shè)備Π 末端TCP點(diǎn)在裝配坐標(biāo)系下的理論位置坐標(biāo)Pci(i = 1，2，…，η)和實(shí)際位置坐標(biāo)PDi(i = 1，2，···，η)〇
[0090] (5)將各測量點(diǎn)的理論位置坐標(biāo)與實(shí)際位置坐標(biāo)相匹配，充分考慮自動鉆鉚機(jī)雙 末端相對位姿精度的要求，構(gòu)建合適的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，并利用L-M算法對兩數(shù)控定位設(shè)備的 運(yùn)動參數(shù)進(jìn)行同步辨識，實(shí)現(xiàn)對飛機(jī)壁板臥式自動鉆鉚機(jī)理想運(yùn)動學(xué)模型的綜合修正。具 體實(shí)施步驟如下：
[0091] 5.1:明確待辨識參數(shù):數(shù)控定位設(shè)備I的運(yùn)動參數(shù)ρι，個數(shù)為ηΡι;數(shù)控定位設(shè)備Π 的運(yùn)動參數(shù)Ρ2，個數(shù)為ηρ2;優(yōu)化參數(shù)的總個數(shù)ηΡ = ηΡι+ηΡ2;測量點(diǎn)的數(shù)目為η 2