本发明属于航空装配领域，涉及一种面一种面向飞机翼盒狭小空间装配连接的磁引导制孔方法。
背景技术：
1、在飞机制造的整个过程中，飞机装配技术扮演着至关重要的角色，它涉及将各个零部件组装在一起，形成完整的飞机结构。
2、在飞机装配中，存在多种连接技术用于组装和固定不同部件。其中，螺栓连接和铆钉连接是最常见的飞机装配连接技术。无论是螺栓连接还是铆钉连接，要实现将连接多个零件(或者构件)连接为一个整体，必须先在零件(或者构件)上把孔加工出来。传统的手工制孔主要依赖于操作人员的经验和技巧，操作的准确性和一致性受到人为因素的影响，效率较低。随着钛合金、复合材料在飞机上的应用日益增多以及对飞机性能要求的不断提高，手工制孔已经不能满足飞机装配技术要求。自动制孔方法是指利用自动化装备和控制系统实现飞机制孔过程的技术。这种技术可以提高制孔的效率、精度和一致性，并减少人为错误，成为了大规模生产和追求高精度的飞机制造的首选。自动制孔设备主要分为机器人自动制孔设备和数控机床自动制孔设备两大类。由于机器人更具灵活性、编程界面更直观简洁、适应性更强、空间利用率更高，机器人自动制孔设备在飞机自动制孔过程中的应用越来越广泛。
3、现有的飞机尾翼蒙皮与翼肋的装配过程中的自动制孔是确定了肋板上预制孔的位置后，制孔设备从蒙皮外侧向肋板方向进刀制孔。而加工误差、装配变形导致连接孔的实际坐标与理论坐标产生了孔位偏差，因此必须对尾翼骨架肋板上的预制孔的实际位置进行精准定位。蒙皮遮挡肋板，所以相机无法“看”到肋板上的预制孔。而磁定位技术不受视线遮挡，可提供探测目标的三维信息。因此，基于磁定位技术本发明拟提出了一种面一种面向飞机翼盒狭小空间装配连接的磁引导制孔方法，实现肋板上预制孔的精确定位，提高制孔精度和效率，在飞机装配制孔领域具有广泛的应用前景。
技术实现思路
1、本发明的目的在于：提供一种面一种面向飞机翼盒狭小空间装配连接的磁引导制孔方法，实现对机器人制孔系统的制孔位置的精确定位。
2、本发明通过下述技术方案实现：
3、一种面向飞机翼盒狭小空间装配连接的磁引导制孔方法，包括如下步骤：
4、s10：根据机翼蒙皮的厚度和肋板上预制孔的直径，选择引导强磁；
5、s20：在飞机翼盒骨架肋板的预制孔中放置引导强磁，在制孔机器人末端执行器的压力脚上安装中的阵列磁性传感器；
6、s30：利用阵列磁性传感器对引导强磁的磁通密度进行测量标定,建立磁定位模型；
7、s40：根据放置引导强磁的预制孔的位置、加工参数，生成制孔机器人的运动程序，根据轨迹规划制孔机器人的末端压力脚运动至对应的位姿p0；
8、s50：利用末端执行器压力脚上的磁性传感器测量目标孔内引导强磁的磁通密度，根据磁定位模型获得引导强磁在阵列磁性传感器坐标系下的坐标x；
9、s60：判断s50中获得的引导强磁的坐标x是否超出了待制孔位置精度误差允许范围，如果引导强磁的坐标在待制孔位置精度误差允许范围内，机器人就按照当前位姿p0进行制孔任务，如果引导强磁的坐标超出待制孔位置精度误差允许范围内，将机器人当前位姿p0调整至p1＝p0+x；
10、s70：在完成对于放置了引导强磁的连接孔的加工后，根据这些连接孔的实际加工位置，确定预制孔之间的其他连接孔的位置；
11、s80：在完成孔的加工后，固定在末端执行器的工业相机采集所制连接孔的图像，提取孔的直径、圆度、毛刺高度参数并据此建立孔质量综合评价指标，实现对连接孔加工质量的评价。
12、所述步骤s10中，在飞机翼肋上安装引导强磁是指根据肋板上预制孔的直径选择相同直径的引导强磁，将引导强磁嵌入到翼肋的预制孔内。
13、进一步地，所述步骤s10，引导强磁与连接孔采用过渡配合。
14、进一步地，所述步骤s10中，引导强磁具体表述为轴向充磁的圆柱形永磁体。
15、所述步骤s20中，在制孔机器人末端执行器的压力脚上安装中的阵列磁性传感器具体表述为在与工件表面紧贴的压力脚端面上进行槽加工用于放置磁性传感器，且磁性传感器的工作面平行于压力脚端面，且低于压力脚端面1mm-2mm。
16、进一步地，所述步骤s20中，磁性传感器是指输出信号为电压模拟量的线性霍尔传感器。
17、进一步地，所述步骤s20中，阵列磁性传感器是指呈圆周阵列方式排布的若干个磁性传感器，且阵列圆周直径大于待制孔的直径。
18、所述步骤s30中，建立磁定位模型，具体步骤如下：
19、1)布置传感器：将若干个磁性传感器按照圆周阵列方式布置在圆环形状的电路板上，且磁性传感器的工作面与引导强磁的轴线方向垂直；
20、2)采样标定：在采集数据之前使得磁性传感器的工作面与引导强磁靠近磁性传感器的端面平行，并且磁性传感器的阵列圆心、圆环形状的电路板的圆心与引导强磁的轴线保持共线；
21、3)磁场采样：在保证磁性传感器的工作面与引导强磁端面平行的情况下移动电路板或者引导强磁，采集磁性传感器的输出信号；
22、4)建立定位模型：对步骤a3中的引导强磁的中心位置坐标和磁性传感器的输出信号进行预处理，采用智能算法建立源位置和输出信号之间的非线性映射关系，获得磁定位模型。
23、所述s40中，根据轨迹规划制孔机器人的末端压力脚运动至对应的位姿p0是指进行了误差补偿后的制孔机器人在预制孔处的实际位姿。
24、进一步地，所述步骤s40中，由于机器人的绝对定位精度不满足制孔位置精度，所以在制孔机器人实际运动过程中对机器人的运动误差进行了补偿。
25、进一步地，所述步骤s40中，机器人的运动误差补偿方法为非运动学标定，进行几何参数和非几何参数引起的误差进行补偿。
26、所述步骤s50中，根据步骤s30建立的磁定位模型获得引导强磁在阵列磁性传感器坐标系下的坐标x是指引导强磁的中心与磁性传感器圆周阵列的圆心的二维相对坐标。
27、进一步地，所述步骤s50中，引导强磁在阵列磁性传感器坐标系下的坐标x是指平行于磁性传感器工作面的二维平面坐标，而垂直于磁性传感器工作面的坐标是根据飞机蒙皮数模厚度确定。
28、所述步骤s60中，制孔必须满足在预制孔的坐标x在孔位置精度误差允许范围才能进行。
29、进一步地，所述s60中，在将机器人当前位姿p0调整至p1＝p0+x后，需在调整后的位姿p1下的对引导强磁的磁通密度进行检测并获得在阵列磁性传感器坐标系下的坐标x1，判断x1是否超出了待制孔位置精度误差允许范围，若超出待制孔位置精度误差允许范围需再次调整机器人位姿，直至x1满足待制孔位置精度。
30、所述步骤s70中，采用间隔制孔实现肋板上预制孔外的其他连接孔的加工，根据制孔系统记录下肋板上放置了引导强磁的预制孔的实际加工位置，并根据这些所制孔的位置确定两预制孔之间的其他待制连接孔的位置。
31、所述步骤s80中，对连接孔的加工质量评价是指在工业相机采集所制孔的图像后，对图像进行处理，提取所制连接孔的直径、圆度、毛刺高度参数，依据直径、圆度、毛刺高度三项指标对所制连接孔的质量进行综合评价。
32、进一步地，所述步骤s80中，所制连接孔的直径、圆度参数是指具体误差数值，毛刺高度参数是指高、中、低、无四种评级。
33、本发明的有益效果：
34、与现有技术相比此磁引导制孔技术可实现在底孔不可视的情况下，实现机器人制孔系统对盲孔的制孔位置精确定位。本发明实现设备成本低，计算方法简单，定位方法方便实现。
1.一种面向飞机翼盒狭小空间装配连接的磁引导制孔方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种面向飞机翼盒狭小空间装配连接的磁引导制孔方法，其特征在于，所述步骤s20中，在制孔机器人末端执行器的压力脚(4)上安装中的阵列磁性传感器(2)具体表述为在与工件表面紧贴的压力脚(4)端面上进行槽加工用于放置磁性传感器(2)，且磁性传感器(2)的工作面平行于压力脚(4)端面，且低于压力脚(4)端面1mm-2mm。
3.如权利要求1或2所述的一种面向飞机翼盒狭小空间装配连接的磁引导制孔方法，其特征在于，所述步骤s30中，建立磁定位模型，具体步骤如下：
4.如权利要求1或2所述的一种面向飞机翼盒狭小空间装配连接的磁引导制孔方法，其特征在于，所述s40中，根据轨迹规划制孔机器人的末端压力脚(4)运动至对应的位姿p0是指进行了误差补偿后的制孔机器人在预制孔处的实际位姿。
5.如权利要求3所述的一种面向飞机翼盒狭小空间装配连接的磁引导制孔方法，其特征在于，所述s40中，根据轨迹规划制孔机器人的末端压力脚(4)运动至对应的位姿p0是指进行了误差补偿后的制孔机器人在预制孔处的实际位姿。
6.如权利要求1或2或5所述的一种面向飞机翼盒狭小空间装配连接的磁引导制孔方法，其特征在于，所述步骤s50中，根据步骤s30建立的磁定位模型获得引导强磁(1)在阵列磁性传感器(2)坐标系下的坐标x是指引导强磁(1)的中心与磁性传感器(2)圆周阵列的圆心的二维相对坐标。
7.如权利要求3所述的一种面向飞机翼盒狭小空间装配连接的磁引导制孔方法，其特征在于，所述步骤s50中，根据步骤s30建立的磁定位模型获得引导强磁(1)在阵列磁性传感器(2)坐标系下的坐标x是指引导强磁(1)的中心与磁性传感器(2)圆周阵列的圆心的二维相对坐标。
8.如权利要求4所述的一种面向飞机翼盒狭小空间装配连接的磁引导制孔方法，其特征在于，所述步骤s50中，根据步骤s30建立的磁定位模型获得引导强磁(1)在阵列磁性传感器(2)坐标系下的坐标x是指引导强磁(1)的中心与磁性传感器(2)圆周阵列的圆心的二维相对坐标。
9.如权利要求1或2或5所述的一种面向飞机翼盒狭小空间装配连接的磁引导制孔方法，其特征在于，所述s60中，在将机器人当前位姿p0调整至p1＝p0+x后，需在调整后的位姿p1下的对引导强磁(1)的磁通密度进行检测并获得在阵列磁性传感器(2)坐标系下的坐标x1，判断x1是否超出了待制孔位置精度误差允许范围，若超出待制孔位置精度误差允许范围需再次调整机器人位姿，直至x1满足待制孔位置精度。
10.如权利要求3所述的一种面向飞机翼盒狭小空间装配连接的磁引导制孔方法，其特征在于，所述s60中，在将机器人当前位姿p0调整至p1＝p0+x后，需在调整后的位姿p1下的对引导强磁(1)的磁通密度进行检测并获得在阵列磁性传感器(2)坐标系下的坐标x1，判断x1是否超出了待制孔位置精度误差允许范围，若超出待制孔位置精度误差允许范围需再次调整机器人位姿，直至x1满足待制孔位置精度。
