基于测量点自适应搜寻的法矢求解算法

余剑峰，辛 博，郑堂介

（1．西北工业大学 现代设计与集成制造技术教育部重点实验室，陕西 西安 710072；2．江西洪都航空工业股份有限公司 飞机总装厂，江西 南昌 330024）

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目前，世界各航空工业发达国家都已广泛采用自动钻铆技术［1］，主要应用于飞机壁板类部件的加工。其中，壁板钻孔法向精度直接影响飞机的气动外形乃至部件结构的安全性能［2］，其技术关键在于如何利用壁板上有限个测量点求解钻孔点处的法矢。现有的法矢求解算法一般是在钻孔点周围选择一些临近测量点，再根据这些点的测量值在其附近的拓扑形状，采用平面、曲线或曲面拟合来计算，如秦现生［3］提出的 3 点快速调平法；Ruey－Tsung Lee［4］提出的9点3×3非标准2次贝齐尔曲面网格法及5点［5］、9点非标准2次贝齐尔曲线插值法；OUYANG Daoshan［6］提出的点云估算法；谢友金［7］提出的球面逼近法；易传云［8］提出的累加弦长3次参数样条法等。求解精度方面，文献［4，6－8］提出的曲线、曲面拟合法均可获得较好的拟合效果，对任意空间曲面法矢求解精度高，普适性较强，但对壁板类曲面法矢的求解存在局限性，如数据采集量大、对数据的后处理复杂、耗时长、成本高等，无法满足某些曲面加工过程中对曲面点法矢实时检测的需要［5］。求解效率方面，文献［3，5］的数据采集量小、计算效率高，适用于求解大尺寸、小曲度的曲面法矢，但对于大曲度壁板，文献［3］的求解精度偏低，文献［5］的精度下降。此外，上述算法测量点的选取规则固定，测量点的间距不随壁板曲面的变化而改变，与壁板曲面理论数模脱离联系，使理论数模在引导测量曲面法矢方面失去作用。……