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飞机装配数字化检测系统的开发与研究

张帅

航空工业沈阳飞机工业(集团)有限公司,辽宁沈阳,110850

摘要: 飞机装配的发展速度在变快,要求也在不断提升。数字化装配技术、数字化测量技术发展也随之越来越快。飞机数字化测量系统是对飞机装配过程进行监控的软件,分析数字化检测方法,了解测量原理,实现测量系统的设计与开发,保证检测精度,提高检测的精确性,避免出现过度的误差,影响飞机的装配精度。
关键词: 数字化检测方法;总体设计;软件设计;系统分析
DOI:10.12721/ccn.2021.157011
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1.飞机数字化测量技术

飞机装配中使用的数字化测量技术是一种可视化测量系统,测量的结果与数据可以通过交互界面与用户实现沟通,如图1.1.图片14.png

图1.1  数字化测量系统图

测量系统主要分为两个方面,一个是硬件,另一个是软件:

(1)硬件系统,是对飞机装配过程中测量利用到的设备,主要有激光跟踪仪、关节测量臂、雷达、IGPS等,不同的设备具有不同的优缺点,设备的进度也不同,如表1-1。 

表1-1 测量设备对比表

截图1741588583.png  

(2)软件系统,软件系统的开发主要是以SA软件为基础核心研究的,通过软件编写的方式将SA测量系统应用在系统中,实现测量系统的可视化,流程化。

2.飞机装配测量系统总体设计

为了能够更好的实现测量系统的应用,总体方案设计时,需要充份了解测量系统的工作流程与工作原理,具体原理如下。

(1)建立测量信息:测量之前需要对飞机装配中的相关参数进行系统建立,例如测量基准孔、测量孔数等;

(2)建立测量任务:下达测量任务,测量系统对那些关键位置进行监控与测量,需要考虑测量设备的可达性;

(3)测量设备建站:根据飞机装配现场的需求,选择合适的测量设备,并建立测量站点;

(4)测量:根据飞机装配过程,建立相应的坐标系,通过计算机进行控制,对装配过程进行测量;

(5)建立测量报告:测量完成后,软件自动生产测量报告。

常见的测量设备为激光跟踪仪,其工作原理是通过安装在测量位置的靶标球反射跟踪头中激光器发出的激光,激光到达测量位置后信号会返回进行数据处理,如果在测量位置的靶标球位置出现改变,跟踪头也会相应的进行调整,保证光束时刻对准靶标球,原理图见2.1。

图2.1 激光跟踪测量原理图

图片15.png

根据设计要求和硬件的选择,结合装配过程中人员、场地等要求,最终飞机装配测量系统的总体功能如图2.2。

图2.2 飞机装配测量系统总体功能图

图片16.png

3.飞机装配测量系统软件设计

实现的功能如下:

(1)硬件接口:设备与软件控制装置可以实现信息链接,保证SA软件控制信息有效的传递给硬件设备;

(2)操作界面:实现人机可视化交互界面,保证系统可以直观的反馈给操作人员,方便用户操作与测量;

(3)测量分析:软件可以实现强大的数据分析能力,实现对现场不同零件、部件进行测量、实时传递回相关的数据,并且进行分析,得出相应的结论;

(4)测量计划:软件可以为用户提供不同装配过程中测量需要用到的测量方法和测量路径,提供计划性的指导方案。

SA软件在设计的时候需要考虑二次开发功能,在后期的应用中,不同机型和不同测量点的需求,会导致软件不能兼容,需要对软件进行二次升级,保证测量范围广,扩展性强的优点,测试软件设计操作如图3.1。

图3.1  软件操作主界面

图片17.png

结论

本文以飞机数字化测量系统设计与开发为研究背景,分析了测量方法和测量原理,在飞机装配过程中进行测量与数据收集,数字化测量系统应该实现的功能。通过对其总体设计分析,发现系统应用过程中存在的问题,提高装配质量,研究分析系统软件实现的功能要求,为用户提供可靠的、高效的测量系统,保证飞机装配过程中的稳定性,解决飞机装配过程中长期以来依靠手工测量不准确带来的误差,提高飞机的精度与安全运行。

参考文献

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