飞机设计

飞机大部件装配外形数字化组合测量方法的探究 

来源:飞机设计 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-07-01

飞机装配工作质量与飞机外形指标准确之间关系密切,加强飞机部件装配外形检测强度可以有效保证飞机制造质量。其中,机身以及机翼均为构成飞机的关键部分,利用科学且精确的外形检测方法可以第一时间发觉机身以及机翼在装配期间产生的误差,并定位误差所在位置。如此一来,可以有效减少飞机装配所需要的时长、精简飞机装配流程以及提高飞机装配工作效率。但是,由于飞机外形表现为大量曲面,且外部形状十分复杂,飞机整体规模大等诸多特点,使飞机外形检验工作更为复杂,传统应用卡板等模拟测量方法仅可以定性判部件表面质量,难以及时发现是否存在未知误差或是误差量,无法符合数字化装配的实际需要。传统测量方式普遍为运用单一测量设备进行飞机大部件装配外形测量工作,但效果并不理想,可能出现数据检测不精确、数据遗漏以及实用性不强等多种问题。为此,本文希望探寻一套适合飞机大部件外形检验数字化检验方式,从而显著提高飞机装配工作质量,同时尽量减少飞机制造所需要的时长,这一问题也受到许多学者的关注与重视。

1 单一测量设备运用存在的问题

单一测量设备本身具有较强的局现象,以激光追踪设备为例,该设备尽管具有测量范围大且精确度高等特点,但是不管是在测量精确度,还是检测效率均尚未达到理想的效果,使得单一测量设备在较为复杂的部件各个尺寸检验方面的适用性受到表现较差。工业摄影测量系统尽管在携带方面表现十分理想,不容易受到附近环境因素的干预,但是因为标志点过于离散,所以在测量复杂型面时,可能出现遗漏特点信息的问题。关节臂测量设备能够有效开展扫描并加以检验,借此读取更为丰富的相关信息数据,就曲率浮动不明显的简单表面,过于丰富的数据将使得计算量大幅增加,延长了数据的测量时长。可见仅使用一种,并不能全面有效地测量飞机大部件装配外形相关数据。

2 飞机大部件装配外形数字化组合测量方式及其数据处理

2.1 飞机大部件装配外形精度组合测量系统的建立

按照飞机部件装配检验期间不同结构位置功能方面的差别,组合测量系统区攻击可以分为:检测设施、数据分析系统与计算机控制平台。测量设施主要包含几种:激光追踪设施、关节臂检测设施以及近景工业摄影检验系统。根据测量工作关于精度的要求,可以把飞机局部外形区划分为不同的部分,若是关于精度要求高、且必须获得密度较高的点云数据的飞机局部结构来说,可以尝试采用关节臂检验设备对其进行测量。如果是精确度需求相对较低的局部结构,建议尝试运用近景工业摄影检验系统对其进行测量,在保证测量精准度的基础上,尽可能缩减数据整体分析所需的时间。各个局部结构都需要设立对应的公共基准点,激光追踪设施应基于飞机坐标系完成建站,然后以公共基准点为基础开展测量。

运用计算机控制平台设立激光追踪设备的测量方法、采集效率以及测量点,从而读取关节臂测量设备检验所获取的信息数据。激光追踪设施联合关节臂检验设施读取有关信息、摄影测量绘制的图片还需借由计算机控制平台读取,同时把上述所有数据视为原始数据发送至数据处理系,以供进行分析。

结合采用测量设施的差异,能够将数据处理软件划分为摄影测量信息数据分析、关节臂扫描信息分析与激光追踪设施信息分析总计三个不同的模块。摄影测量信息数据处理模块重点负将所拍照片上传至计算机平添,然后构建三维的坐标系,然后加以结算,包括点拼接、杂点排除与标尺建立等多种丰富的操作。关节臂扫描所得信息分析模块主要负责整合靶球扫描点云,并将其以球特征表现出来,进而获得球心具体的坐标数值。激光追踪设施信息分析模块需要保证设备坐标系统具有良好的统一效果,测量信息数据模型以及理论模型误差演算工作和大部件轮廓质检结果报告的生成等。

2.2 飞机大部件装配外形数字化组合测量程序

测量人员在测量之前,应在预定位置安置工装参考位置,以便激光追踪设备于飞机坐标系之下完成建站。结合精度方面提出的要求,将大部分减外形区分为两种不同类型的区域:①精度要求难度较高、必须应用大规模数据的复杂型面区域;②精度要求并不高的简单表面区域。测量程序基本可以区分为如下三个流程:

(1)摄影测量。测量人员在简单表面区域放置人工标志点,密度参考被测量表面的曲率数值,若曲率数值较高,则证明该区域标志点相对密集,若是曲率数值较小的区域,则标志点相对稀疏,确保测量精度的背景下间可能缩减处理数据量。区域之中与边界需要粘贴一定量编码点,确保拍摄的所有照片之中应至少包含有不少于三个编码点。区域定点位置应安设不少于4 个靶座,为测量靶心坐标提供方便。完成安装之后,测量人员需要手持数码相机以标志点为中心,从不同角度与站位进行拍摄,获取标志点重叠照片用以进行后期处理。

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