数字化协同测量在飞机弱刚性零件加工中的应用研究
席菁宇 王惜晨
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席菁宇 王惜晨,. 数字化协同测量在飞机弱刚性零件加工中的应用研究[J]. 中国航空航天科学,2021.1. DOI:10.12721/ccn.2021.157005.
摘要:
数字化协同测量,是灵活的生产加工协作方式,它具有精准度高、测量方式多元等优势。为此,本文结合数字化协同测量的相关概念,着重从零件协同标定、数字提取与建模等环节,对技术在飞机弱刚性零件加工中的应用方式加以分析,以达到明晰技术要点,促进国内零件加工产业革新优化的目的。
关键词: 数字化协同测量飞机零件加工生产
DOI:10.12721/ccn.2021.157005
基金资助:

引言:零件加工,是机械生产中的重要环节,也是直接对机械设备整体质量产生干扰的主要条件。在新时期环境之下,为了确保机械生产,尤其是高精度机械加工过程中保持精准、完善,就需要逐步结合当前产业技术开发手段,进行零件生产方式的不断革新。

一、数字化协同测量技术概述

协同操作,就是指产品生产过程中,充分利用技术、手段等方式进行辅助性生产[1]。随着当前信息化产业发展水平逐步提升,企业协同化操作开展趋向,逐步向着数字化的趋向转变,数字化协同测量技术,是在该种环境下创建的机械生产技术手段,它可以最大限度的保障机械生产相关数据的精准性,构建协调、多维的技术操控模式。比如,数字化协同测量技术在飞机弱刚性零件加工中的运用,就是通过三维坐标激光测量法,实现产品生产加工环节的长效性监管,这是典型的数字化协同测量在飞机弱刚性零件加工规划方式。

二、数字化协同测量在飞机弱刚性零件加工中的应用

数字化协同测量在飞机弱刚性零件加工过程中的应用,实现了多信息化技术手段的灵活性调整,笔者将该项技术运用要点归纳为:

(一)零件加工协同标定

飞机若刚性零件加工操作流程,主要采用铣削机器人程序进行生产加工。为确保飞机零件生产时误差数据最低,数字化协同测量期间,就直接采用数字化协同标定策略进行生产加工定位[2]

其一,TCP标定,是飞机若刚性零件加工操控的首个协同方式,这种标定方式主要采用法兰盘和机器人第6代刚性连接法进行生产标定。比如,飞机弱刚性零件加工过程中,数字程序先运用激光跟踪仪在坐标内建立坐标点,然后再依据零件生产模型靶球转动位置,创建圆环中心运作途径,并对应在三维坐标中,寻找机械零件加工的运行几何位置。形成由点到面,由局部到整体的坐标协同标定法,可最大限度的保障零件加工协同标定的空间位置目标性。

其二,工作坐标点制造流程坐标的对应调控。与传统的机械零件生产加工操作形态相比,工作坐标体系的创建,往往采用多次工装定位法,直接进行零件生产规划图的剖析和解读。其过程无需采用大规模的数据坐标,进行基准模型状态的后续分析再进行调整。即,模拟数据分析与探索的方式,可以迅速进行机械零件加工生产部件的坐标定位和局部细节性扫描。

(二)边界信息数字提取和建模

飞机弱刚性零件加工机械技术的综合性调节,也体现在飞机零件加工过程中,蒙皮边界信息数据可实行多方面提取和反向建模。

其一,蒙皮边界信息数据多方面提取,是指数字化协作测量技术,可按照零件加工的模型需求,将三维空间中的相关数据都转变为平面性边界信息,然后逐一进行零件生产加工信息内容的分析。比如,飞机机械零件的圆环半径、高度、以及设计边界和代加工区之间预留大小等,这些都是边界信息数字提取期间可以获得的信息。而原有的飞机零件生产过程中,自动化程序仅是按照模型规格进行外在数据信息的提取,而没有内在关联部分的反馈。相比之下,数字协同技术蒙皮生产信息更为全面。

其二,蒙皮生产过程,采用反向建模法,对蒙皮机械生产加工环节进行配合与调整。比如,飞机弱刚性机械零件生产加工过程中,程序先利用三维扫描仪和双向相机进行零件跟踪记录,待内部数据收集完成后,程序再进行边界点内零件加工曲线绘画,最后依据点云边界区域离散性表征状况开始零件精准加工,依据已经建立的反向模型进行生产即可。数字化协同测量在飞机弱刚性零件加工过程中的运用,先进行蒙皮加工生产相关性数据的收集与整理,再建立零件生产加工模型,其过程可保障零件生产设计模型的大小,与前期建模生产需求之间保持协同稳定,而不是后续进行算法结果的验证,适应了飞机零件生产精准度高的实际需要。

(三)末端执行器调节

数字化协同测量技术在飞机弱刚性零件加工中的运用,可充分利用数字程序串联体结构的优势,打造多处耦合关节的运用模式。

其一,实施机器人绝对精度定位法,采用协同测量坐标对零件前期设计中的误差进行补偿。比如,飞机弱刚性材料生产过程中,前期加工期间局部模型套用期间,对零件造成了一定的误差,后续准备采用末端执行器加以调节。此时,数字化协同测量过程中,就先采用串联耦合法,按照模板规格集中性末端测量,并对应进行协同弥补,结合元件生产加工的基本情况,适当的进行零件加工末端情况的测量和生产问题的分析调整,其过程保障了飞机机械零件生产工艺加工的品质。

其二,飞机弱刚性零件加工工程中,为适应当前设备加工与操控管理的需求,程序在进行末端执行器调节期间,也创建了测量、加工、检查等系列性监控终端目标执行监管体系,监管程序及时对机器人的运作调控情况进行客观管理。比如,数字化监控装置利用数字迭代运算形式,对飞机零件加工的基本情况进行勘察,以确保零件生产加工过程中,可始终处于标准化生产的状态之内。

末端执行器调节方式在飞机弱刚性零件加工过程中的运用,实现了结合社会生产操控的基本需求,创建集成性体系控制模式;同时,末端装置上的实时监控设备,也将按照零件加工的基本要求,最大限度的进行零件生产品质的监管,达到了零件加工程序的科学化管理。

结论:综上所述,数字化协同测量在飞机弱刚性零件加工中的应用研究,是数字技术在机械生产领域综合运用的理论归纳。在此基础上,本文通过零件加工协同标定、边界信息数字提取和建模、末端执行器调节等方面,探究数字化协同测量应用方法。因此,文章研究结果,将为新时期产业长效性开发提供新思路。

参考文献:

[1]赵建国,于思阳,黄宁.数字化协同测量在飞机弱刚性零件加工中的应用[J].航空制造技术,2019,62(05):46-50.

[2]赵建国,刘新宇,于思阳.飞机大型复杂构件三维数字化协同测量方法研究[J].航空制造技术,2018,61(05):55-59.

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