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《數(shù)字化測量技術(shù)在飛機裝配中的應用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、箋論壇嘲uM數(shù)字化測量技術(shù)在飛機裝配中的應用ApplicationofDigitalMeasurementTechnologyinAircraftAssembly中航工業(yè)成都飛機工業(yè)(集團)有限責任公司李鑫中航工業(yè)成飛工程師。碩士研究生，研究方向為數(shù)字化裝配。大型飛機裝配由于尺寸大、形狀復雜、零件以及連接件數(shù)量多，其勞動量占飛機制造總勞動量的一半左右甚至更多，所以在整個制造過程中，飛機裝配技術(shù)是一項技術(shù)難度大、涉及學科領(lǐng)域多的綜合性集成技術(shù)，它在很大程度上決定了飛機的最終質(zhì)量、制造成本和周期?。
2、傳統(tǒng)的飛機部件裝配主要依靠T裝和T藝補償來保證零部件之間的協(xié)調(diào)，依靠模線模板、光學儀器等裝配檢測裝配質(zhì)量。這些方法精度低、效率低?。52航空制造技術(shù)·2014年第13期為了適應現(xiàn)代航空制造業(yè)的發(fā)展，新一代的飛機必須要采用“以裝配為核心，以零件精確制造為支撐，以數(shù)字化技術(shù)為基礎"的精確制造技術(shù)體系。數(shù)字化測量技術(shù)已成為現(xiàn)代飛機數(shù)字化裝配技術(shù)的重要組成部分。是實現(xiàn)現(xiàn)代飛機制造全數(shù)字量傳遞的重要保證之一。隨著社會的進步和新技術(shù)的應用，航空制造業(yè)的競爭日趨激烈，對飛機質(zhì)量及裝配精度要求越來越高。為了適應
3、現(xiàn)代航空制造業(yè)的發(fā)展，新一代的飛機必須要采用“以裝配為核心，以零件精確制造為支撐，以數(shù)字化技術(shù)為基礎”的精確制造技術(shù)體系÷數(shù)字化測量技術(shù)已成為現(xiàn)代飛機數(shù)字化裝配技術(shù)的重要組成部分，是實現(xiàn)現(xiàn)代飛機制造全數(shù)字量傳遞的重要保證之一
4、2l。數(shù)字化測量設備能夠?qū)Υ郎y對象實施快速、精確、自動化的測量，獲取其準確的空間形狀或位姿信息，并能夠?qū)y量結(jié)果進行分析評估。在飛機裝配領(lǐng)域，相對于傳統(tǒng)測量設備，數(shù)字化測量設備的主要優(yōu)點包括：(1)測量范圍大、精度高；(2)測量過程可通過編程控制；(3)測量數(shù)據(jù)數(shù)字化，可讀
5、性好；(4測量數(shù)據(jù)具有良好共享性”】。目前，飛機部件裝配中常用的先進數(shù)字化測量設備主要有激光槍、激光跟蹤儀、激光雷達、整體油箱快速檢漏設備、iGPS等設備。激光槍在飛機裝配中，需要對大量鉚釘?shù)陌纪沽考懊善p間隙進行精確檢測，而傳統(tǒng)方法壁板間隙和鉚釘平面差是否合格基本按經(jīng)驗判斷，用肉眼觀看、人工觸摸及使用千分墊測量等方法。這種方法既不準確，效率也叫ureMea。urement未來測量低，不能適應現(xiàn)代飛機的高精度要求。如圖l和圖2所示，在飛機機翼上應用激光槍檢測鉚釘平面差及壁板間隙。激光槍采用先進
6、線形激光掃描，快速截面輪廓實時分析尺寸，結(jié)合實時軟件分析功能。準確測量間隙、段差(平面差)、角度、半徑等多個組裝尺寸，測量范圍較小時，測量誤差小于0．1mm。同時還有非接觸測量、設計6。8h連續(xù)操作、觸摸屏操作、數(shù)據(jù)追溯及處理、自動化數(shù)據(jù)報告等優(yōu)點。組成如圖3所示。具體測量方法是在Gapcun手柄菜單選擇“T00LKITS”，進人“GapFlush”菜單下測量間隙面差，選擇“PanelGF，’菜單，扣動扳機，控制角度和距離，對被測位點輪廓照相采集完成，軟件便會分析處理出數(shù)據(jù)，并且顯示于觸屏上。測
7、量結(jié)果會直觀地顯示出間隙及平面差的數(shù)值，操作簡單方便，效率較高。激光槍的應用改變了傳統(tǒng)的檢測方法，由定性轉(zhuǎn)變?yōu)槎?，可以直觀的檢測出間隙及段差的具體數(shù)值。激光跟蹤儀飛機對合過程較復雜，傳統(tǒng)方法是在型架上完成，先將前、中、后機身的若干銷子插好，此時僅有少許余量，安裝過渡段的梁及其他零件，通過經(jīng)驗人工調(diào)整托架，將所有零件安裝到位后，即完成對合狀態(tài)。這種方法對工人要求較高，需要有豐富的經(jīng)驗，調(diào)整時人為因素干預太多，同時可能會產(chǎn)生應力。目前，飛機對合采用大部件數(shù)字化對接裝配系統(tǒng)，利用若干個激光跟蹤儀對部
8、件的姿態(tài)進行跟蹤測量，確保自動化對接的高準確度，并通過對接后的全機測量評價裝配質(zhì)量。激光跟蹤儀測量速度快、精度高、測量范圍大，是許多大型精密測量工程的首選，跟蹤儀組成如圖4所示．使用數(shù)字化對合以及精加工系統(tǒng)后，將激光跟蹤儀放置在飛機的兩側(cè)，地面有若干地標點(理論值已知)，轉(zhuǎn)站(坐標系轉(zhuǎn)換)后分別測量前、中、后機身的靶標點、交點孔及工藝孑L，得到飛機各段的姿態(tài)，飛機測量點分布如圖5所示。平臺移動模塊根據(jù)對接部件的位姿信息，驅(qū)動平臺和POG0柱運動。首先，前機身與中機身對接，驅(qū)動前機身工裝平臺運動到
9、指定位置實現(xiàn)對合，接著，后機身再與前中機身對合，驅(qū)動后機身工裝平臺移動到指定位置。對合時部件對接運動方向垂直于對接面，從而實現(xiàn)大部件間無干涉對接裝配。對合精加工后，使用激光跟蹤儀搭配T—Probe完成水平測量點的打制工作。激光跟蹤儀不僅可在飛機對合階段使用，在部件裝配過程中，作為檢測工具，完成測量裝配型架或零件的誤差、協(xié)助解決裝配過程中的問題等工作。例如：某飛機中機身腹板接頭、主起落架護板接頭在安裝過程中圖1激光槍測量飛機壁板間隙圖圖2激光槍測量鉚釘平面差圖圖3激光槍的組成圖0●跟蹤i《㈤l廠]
