針航空復材檢測在飛機外形領域重要性的探索

飛機蒙皮是構(gòu)建飛機氣動外形的重要組成部分，具有尺寸大胯府、種類多铝阐、易變形、待測特征復雜等特點蚌长。由于直接承受空氣動力的惕，蒙皮零件的設計尺澜、制造和質(zhì)量檢測在飛機生產(chǎn)制造過程中至關重要。隨著我國航空制造領域的發(fā)展补屎，依靠胎模固定蒙皮配合人工經(jīng)驗的傳統(tǒng)方法已經(jīng)無法滿足飛機檢測中高精度厅肩、高可靠性要求，相應的數(shù)字化檢測技術需求愈加迫切臣搏。

為了檢驗產(chǎn)品是否滿足設計要求禽制，測量是生產(chǎn)過程中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。現(xiàn)代飛機為了實現(xiàn)更好的氣動性能與隱身性能陨否，對蒙皮外形準確度提出了嚴格的要求膜却，同時也對測量技術提出了很大的挑戰(zhàn)。

傳統(tǒng)測量方式

目前殃通，針對飛機蒙皮零件型面的測量主要使用三坐標測量機和胎模檢測方法等攘默，其中三坐標測量機可以獲得高精度測量數(shù)據(jù)，但測量時間過長導致生產(chǎn)周期大幅增加昔搂，并且需要多人配合上下料工作移動至三坐標測量室才能完成測量玲销，極大的損耗人力物力。而胎模檢測法本質(zhì)上通過人工檢驗判斷飛機蒙皮型面加工是否滿足尺寸摘符，缺乏準確數(shù)據(jù)贤斜。非基礎式光學測量目前主要針對特征較明顯的零件，面對大體積且曲率變化較小的飛機零件測量往往通過手持式測量設備實現(xiàn)议慰。該方法雖然可以獲得零件外尺寸數(shù)據(jù)蠢古，但本質(zhì)依然是依靠人工完成測量過程。

圖1：Radian激光跟蹤儀（左）及合作靶標（中：靶球别凹、右：vProbe隱藏點測頭）

專用測量方法

航空制造企業(yè)正積極推進數(shù)字化測量技術的應用草讶，如利用激光跟蹤儀技術快速獲取復雜型面點數(shù)據(jù)，實現(xiàn)飛機蒙皮曲面的快速測量炉菲。針對蒙皮特有的邊緣輪廓以及整體型面堕战，我司定制開發(fā)了專項應用，不僅改善成品的檢測工藝拍霜，也在前期模具生產(chǎn)和調(diào)試階段提供有力的測量手段嘱丢。為了進一步提高航空制造業(yè)生產(chǎn)自動化水平、減小測量人員的勞動量祠饺、提高檢測效率及數(shù)據(jù)質(zhì)量腔益、加速航空制造業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)變的進程，我司對航空零部件的精確络峦、快速測量方法進行了一系列探索：

圖2：飛機蒙皮切割線位置示意

圖3：vProbe隱藏點測頭及部分型號測針

1舰打、針對蒙皮外形輪廓，可采用API品牌最新一代Radian型號激光跟蹤儀，結(jié)合高精度反射靶球SMR凫荡，操作人員僅需要手持靶球可剪，采集蒙皮型面數(shù)據(jù)；

2功抠、針對蒙皮邊緣輪廓和中間的切割線登翩，即使用靶球也無法直接采集的部分，可通過使用隱藏點測頭測針的方式（請參考圖3）耘昙，采集切割線位置信息沈路；

3、最后在軟件中通過和理論模型通過基準點對齊函绊，快速分析出基準誤差敛竭、型面變形和切割線誤差，給質(zhì)量和生產(chǎn)工藝提供可靠的改進數(shù)據(jù)阁最。

圖4：飛機蒙皮部件測量現(xiàn)場及部分誤差數(shù)據(jù)

圖5：實操蒙皮部件測量點位/軌跡（主圖）&型面偏差（右下小圖，數(shù)據(jù)經(jīng)模糊處理）

該應用主要具備以下優(yōu)勢：

① 高精度測量調(diào)裝

API品牌的Radian系列激光跟蹤儀骇两，以其超高的精度（μm速种，0.001mm），可充分滿足大型生產(chǎn)設備現(xiàn)場測量調(diào)試低千，復雜環(huán)境下也可滿足100μm的測量要求配阵；配合Autolock自動接光系統(tǒng)為用戶提供更靈活、友好的測量手段示血。

圖6：高精度調(diào)裝&模具實時調(diào)整 

② 測量環(huán)境不受限制

高度集成一體化設計棋傍，且具備直徑100米測量范圍的Radian Core，不論是在測量工位還是直接外出到客戶現(xiàn)場上進行調(diào)裝測量难审，只需將設備穩(wěn)定架設瘫拣，不用擔心距離受限或工件過大引起的無法測量問題，操作者僅手持高精度反射靶球以1000點/秒的速率采集數(shù)據(jù)即可告喊。

③ Autolock自動接光系統(tǒng)

一次定位麸拄，可測量所要求的所有尺寸。Radian激光跟蹤儀集成有智能攝像頭惯慎，通過其Autolock功能颤皆，即可實現(xiàn)在靶球移動到下一個孔位置自動搜索并快速鎖定靶球，使測量作業(yè)保持流暢灯忙，讓操作者將精力集中在測量作業(yè)本身给番。

④ 模具實時調(diào)整

不僅可以對產(chǎn)品進行檢測，也可以通過不良品反向推導模具加工工藝問題欢兑，實時對模具進行調(diào)整俗循。從根源上解決不良品問題杭厘。

圖7：API公司總部大樓

關于 API

美國自動精密工程公司（API 公司）于1987 年創(chuàng)建今艺，總部位于美國馬里蘭州的洛克威爾城购对。API 公司自成立以來， 始終致力于機械制造領域精密測量儀器和高性能傳感器的研發(fā)和生產(chǎn)韭畸，產(chǎn)品已廣泛應用于美國及世界各國的先進制造領域，并在坐標測量和機床性能測試的高精度標準方面處于領先地位。API 公司擁有一支經(jīng)驗豐富倘回、能力卓著的工程師隊伍，不斷開發(fā)出先進的創(chuàng)新性產(chǎn)品疾浓，以滿足快速發(fā)展的工業(yè)技術需求音瓷。在美國聯(lián)邦政府、企業(yè)及科學研究的諸多項目中夹抗，API 公司都是積極參與者和關鍵技術伙伴绳慎。迄今為止所取得的成就使其在國際精密測量領域享有很高的聲譽。

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