数字化测量技术在飞机装配中的应用

《数字化测量技术在飞机装配中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、笺论坛嘲uM数字化测量技术在飞机装配中的应用ApplicationofDigitalMeasurementTechnologyinAircraftAssembly中航工业成都飞机工业(集团)有限责任公司李鑫中航工业成飞工程师。硕士研究生，研究方向为数字化装配。大型飞机装配由于尺寸大、形状复杂、零件以及连接件数量多，其劳动量占飞机制造总劳动量的一半左右甚至更多，所以在整个制造过程中，飞机装配技术是一项技术难度大、涉及学科领域多的综合性集成技术，它在很大程度上决定了飞机的最终质量、制造成本和周期⋯。

2、传统的飞机部件装配主要依靠T装和T艺补偿来保证零部件之间的协调，依靠模线模板、光学仪器等装配检测装配质量。这些方法精度低、效率低⋯。52航空制造技术·2014年第13期为了适应现代航空制造业的发展，新一代的飞机必须要采用“以装配为核心，以零件精确制造为支撑，以数字化技术为基础"的精确制造技术体系。数字化测量技术已成为现代飞机数字化装配技术的重要组成部分。是实现现代飞机制造全数字量传递的重要保证之一。随着社会的进步和新技术的应用，航空制造业的竞争日趋激烈，对飞机质量及装配精度要求越来越高。为了适应

3、现代航空制造业的发展，新一代的飞机必须要采用“以装配为核心，以零件精确制造为支撑，以数字化技术为基础”的精确制造技术体系÷数字化测量技术已成为现代飞机数字化装配技术的重要组成部分，是实现现代飞机制造全数字量传递的重要保证之一

4、2l。数字化测量设备能够对待测对象实施快速、精确、自动化的测量，获取其准确的空间形状或位姿信息，并能够对测量结果进行分析评估。在飞机装配领域，相对于传统测量设备，数字化测量设备的主要优点包括：(1)测量范围大、精度高；(2)测量过程可通过编程控制；(3)测量数据数字化，可读

5、性好；(4测量数据具有良好共享性”】。目前，飞机部件装配中常用的先进数字化测量设备主要有激光枪、激光跟踪仪、激光雷达、整体油箱快速检漏设备、iGPS等设备。激光枪在飞机装配中，需要对大量铆钉的凹凸量及蒙皮对缝间隙进行精确检测，而传统方法壁板间隙和铆钉平面差是否合格基本按经验判断，用肉眼观看、人工触摸及使用千分垫测量等方法。这种方法既不准确，效率也叫ureMea。urement未来测量低，不能适应现代飞机的高精度要求。如图l和图2所示，在飞机机翼上应用激光枪检测铆钉平面差及壁板间隙。激光枪采用先进

6、线形激光扫描，快速截面轮廓实时分析尺寸，结合实时软件分析功能。准确测量间隙、段差(平面差)、角度、半径等多个组装尺寸，测量范围较小时，测量误差小于0．1mm。同时还有非接触测量、设计6。8h连续操作、触摸屏操作、数据追溯及处理、自动化数据报告等优点。组成如图3所示。具体测量方法是在Gapcun手柄菜单选择“T00LKITS”，进人“GapFlush”菜单下测量间隙面差，选择“PanelGF，’菜单，扣动扳机，控制角度和距离，对被测位点轮廓照相采集完成，软件便会分析处理出数据，并且显示于触屏上。测

7、量结果会直观地显示出间隙及平面差的数值，操作简单方便，效率较高。激光枪的应用改变了传统的检测方法，由定性转变为定量，可以直观的检测出间隙及段差的具体数值。激光跟踪仪飞机对合过程较复杂，传统方法是在型架上完成，先将前、中、后机身的若干销子插好，此时仅有少许余量，安装过渡段的梁及其他零件，通过经验人工调整托架，将所有零件安装到位后，即完成对合状态。这种方法对工人要求较高，需要有丰富的经验，调整时人为因素干预太多，同时可能会产生应力。目前，飞机对合采用大部件数字化对接装配系统，利用若干个激光跟踪仪对部

8、件的姿态进行跟踪测量，确保自动化对接的高准确度，并通过对接后的全机测量评价装配质量。激光跟踪仪测量速度快、精度高、测量范围大，是许多大型精密测量工程的首选，跟踪仪组成如图4所示．使用数字化对合以及精加工系统后，将激光跟踪仪放置在飞机的两侧，地面有若干地标点(理论值已知)，转站(坐标系转换)后分别测量前、中、后机身的靶标点、交点孔及工艺孑L，得到飞机各段的姿态，飞机测量点分布如图5所示。平台移动模块根据对接部件的位姿信息，驱动平台和POG0柱运动。首先，前机身与中机身对接，驱动前机身工装平台运动到

9、指定位置实现对合，接着，后机身再与前中机身对合，驱动后机身工装平台移动到指定位置。对合时部件对接运动方向垂直于对接面，从而实现大部件间无干涉对接装配。对合精加工后，使用激光跟踪仪搭配T—Probe完成水平测量点的打制工作。激光跟踪仪不仅可在飞机对合阶段使用，在部件装配过程中，作为检测工具，完成测量装配型架或零件的误差、协助解决装配过程中的问题等工作。例如：某飞机中机身腹板接头、主起落架护板接头在安装过程中图1激光枪测量飞机壁板间隙图图2激光枪测量铆钉平面差图图3激光枪的组成图0●跟踪i《㈤l厂]