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申请/专利权人：浙江大学;泉州装备制造研究所

摘要：本发明公开了航空发动机短舱声衬制孔的末端执行器加工位姿规划方法，涉及航空发动机制造领域，包括按以下步骤进行：通过映射;计算等价加工孔坐标系的轴,当映射中声衬孔的数量时，计算等价加工孔坐标系的原点,当映射中声衬孔的数量时，计算向量和原点，得到多主轴末端执行器目标加工位姿；本发明可以计算等价加工孔坐标系在机器人基坐标系下的位姿，驱动机器人各关节协同运动完成声衬孔加工，从而缩短航空发动机短舱声衬零件的制造周期，为航空发动机短舱声衬机器人多主轴制孔工艺规范的指定提供理论基础和技术支持。

主权项：1.航空发动机短舱声衬制孔的末端执行器加工位姿规划方法，其特征在于：按以下步骤进行：S1，通过映射，将基于多主轴制孔末端执行器同步加工多个声衬孔映射为基于单主轴制孔末端执行器进行单个声衬孔加工，第个声衬孔有； （1）；其中： （）为多主轴末端执行器一次定位同步加工的声衬孔在短舱声衬产品坐标系中的位姿参数； 为声衬孔的位置坐标； 为处的声衬曲面法向量； 为等效的等价加工孔坐标系在产品坐标系中的位姿矩阵；S2，定义声衬孔轴线与其所在位置处的声衬曲面法向量共线，基于映射中声衬孔的法向量，计算等价加工孔坐标系的轴，具体步骤包括；S21，根据映射确定加工某等价加工孔时对应实际加工的声衬孔，标记该声衬孔的位置坐标为；S22，通过离线编程软件提取声衬曲面在声衬孔处的法向量；S23，对等价加工孔对应的实际声衬孔的法向量的均值进行单位化，作为等价加工孔坐标系的轴方向； （2）；其中： 为声衬孔平均法向量； 为等价加工孔坐标系的轴单位向量；S3，当映射中声衬孔的数量时，进入S4；映射中声衬孔的数量时，进入S5；其中： 为大于0的自然数；S4，设定等价加工孔坐标系的轴方向，同时基于末端执行器主轴阵列的设计几何参数，计算等价加工孔坐标系的原点，具体步骤包括：S41，基于机器人基坐标系标定结果，得机器人基坐标系的轴负向单位向量在短舱声衬产品坐标系中的描述；S42，与叉乘得到，将单位化得到，作为等价加工孔坐标系的轴方向； （3）；S43，单位向量和叉乘，得关于短舱声衬产品坐标系的等价加工孔坐标系轴方向； （4）；S44，当，在加工平面上建立坐标系，分别以和为轴和轴方向，等价加工孔在该坐标系中的坐标为，其中取决于末端执行器主轴阵列的设计几何参数；S45，求解得到等价加工孔坐标系原点的位置坐标； （5）；S5，基于任意两个声衬孔的位置坐标，确定等价加工孔坐标系的轴方向和原点，具体步骤包括：S51，多主轴制孔末端执行器上各主轴轴线平行、端部平齐，加工某等价加工孔可视为各制孔主轴在同一加工平面上加工声衬孔，加工平面方程设为；根据S2，加工平面的法向量为，令加工平面的方程中的系数分别等于，基于最小二乘算法求解使实际声衬孔位置坐标与拟合平面之间偏差的平方和最小的系数； （6）；其中： 为目标函数，优化模型为； 为第个声衬孔的位置坐标；S52，计算映射中声衬孔的位置坐标在加工平面上的投影； （7）； （8）；其中： 为第个声衬孔的位置坐标的投影； 为第个声衬孔的位置坐标；S53，在加工平面上构造平面直角坐标系，以便计算向量和原点，确定关于短舱声衬产品坐标系的等价加工孔坐标系的轴方向和原点，具体过程包括：S531，根据公式（7），求得第和个声衬孔的位置坐标在加工平面上的投影和；S532，计算加工平面上投影指向投影的向量，并进行单位化处理得到；S533，结合公式（2）得到的加工平面的单位法向量，通过叉乘可以得到；S534，基于单位向量和，建立平面直角坐标系；S535，可根据公式（9）和公式（10），计算向量和原点； （9）； （10）；其中：；S536，对向量进行单位化处理，将作为等价加工孔坐标系轴方向；S537，将单位向量和叉乘，求得关于短舱声衬产品坐标系的等价加工孔坐标系轴方向； （11）；取其中一个声衬孔位置坐标为原点，建立平面直角坐标系，并按照上述过程计算向量和原点；S54，基于等价加工孔坐标系轴单位向量以及原位位置坐标，得到等价加工孔在短舱声衬产品坐标系的位姿描述矩阵，将其转化到机器人基坐标系下，即为多主轴末端执行器目标加工位姿； （12）； （13）；其中： 为机器人基坐标系标定结果。

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百度查询： 浙江大学 泉州装备制造研究所 航空发动机短舱声衬制孔的末端执行器加工位姿规划方法