飞机钣金零件的数控检测技术运用实践分析

发表时间:2020/7/29   来源:《科学与技术》2020年3月7期   作者:李鹏 李向龙 袁志强
[导读] 目前,随着科学技术的不断发展,我国各行各业都开始对先进的技术积极引进
        摘要:目前,随着科学技术的不断发展,我国各行各业都开始对先进的技术积极引进,从而进一步促进社会各行各业的快速发展。目前,传统检测飞机中钣金零件的技术已经被时代抛弃,而在现今的检测中,一般对新的检测技术采用,比如数控检测。使用该检测技术,能够更加准确高效的得出检测的结果。本文主要详细的分析了数控技术,并进一步探讨了检测时所遇到的相应的问题,再根据检测的结果,对零件质量进行把关。
        关键词:飞机钣金零件;数控检测;技术无用实践
        因为在制造飞机的过程中,需要使用钣金零件,所以,在检测钣金零件时需要及时,而且这也是非常有必要的,从而相应的控制钣金零件的质量。在制造飞机中,对钣金零件的运用,一般都是形状复杂且种类繁多,而且大多都是需要采用特殊的材料进行制造。将其按照钣金零件结构的不同可以分为内部零件、复杂零件以及冲压零件等。一般对钣金零件的检测方式采用的就是传统的贴胎检查,通过该种方式检测钣金零件的质量。但是,由于这种检测方式是用肉眼进行观察的,所以,其具有较低的检测准确率,且检测的效率也不高,需要花费大量的时间,现如今已经逐渐被淘汰。随着科学技术的快速发展,使的我国的计算机技术也得到显著发展,将计算机技术钣金零件的检测过程中运用,对于钣金零件的制造检测实现了一体化。另外,通过充分的利用计算机技术、三维扫描仪技术,从而有效提高检测钣金零件的速度,同时使得零件检测的准确度更高,对飞机制造的要求得以满足。
        一、钣金零件检测主要原理介绍
        目前,随着科学技术的快速发展,我国对CATIA系统的二次开发实现了,在此基础上,使得三维模型检测技术可以在钣金零件的检测过程中运用。可以说,钣金零件的检测技术就是通过充分利用CATIA系统,从而对物体的相关特征进行三维扫描。需要对三维扫描仪利用来进一步检测钣金零件,并将扫描得出的数据进行保存。通常情况就是将飞机的钣金零件放在三维扫描仪前面,将扫描得到的三维模型与设备中预存的理论模型进行比较,对钣金零件的曲面与模型中的曲面进行吻合度比较。需要注意的是,在比较时,需要对检测的每个曲面注意都应和模型曲面进行吻合,之后再根据零件制造的标准,判断零件是否合格。一般来说,对数控技术利用检测钣金零件的主要方法有:首先,充分的提取钣金零件特征,并将零件放在相应的扫描设备之前,对扫描仪利用,从而提取零件的特征。其次,提取到零件的主要信息之后,根据飞机的实际制造要求,来设计钣金零件,并将其与零件的信息进行组合。再次,标注获取到的信息,并将标注放在新的三维模型之中。最后,当完成检验之后,及时的反馈检验结果,将检测的结果传递给客户。
        二、浅析三维扫描技术
        相比较其他技术来说,三维扫描技术这是一种新型的技术,它通过充分利用机、光、计算机技术,从而扫描物体的外形、特征等,使得物品的特征得以获取。这种方法的主要优点就是可以显著提升工作效率,且相比较其他技术来说,更加方便,也具有更高的准确率。对钣金零件通过三维扫描仪进行扫描,可以对钣金零件的相关特征更快地获取,如三维坐标、三维立体模型等。完成扫描之后,可以利用计算机技术比较模型与实际零件之间的差别,从而使对钣金零件的检测实现。

对三维扫描技术利用来扫描钣金零件时,需要注意的是:为了有效的降低扫描的误差,应该定期的校正三维扫描仪,避免出现检测有很大出入的现象发生;检测透明的物体或者一些反光的物体的时候,需要在物体的表面洒下一些粉状物,使检测保证得以进行;对于一些体积较小且价格较高的一些零件,需要将V模型运用于成品处,在检测的时候,保证可以对其中的一个零件检测到;另外,如果钣金零件的体积过小,也可以将其放在黑色的板子上进行检测。
        三、飞机钣金零件数字化检测技术的应用方法
3.1特征对齐的方法
对检测报告进行分析,需要把钣金零件设计过程中的模型和成品的扫描模型实施对齐对比,对齐方式主要有:3-2-1对齐和手动对齐与坐标对齐以及全局对齐,还有特征对齐等多种方式。对于零件的对比,需要按照钣金零件本身的特征与设计要求进行。值得一提的是,当运用特征对齐的方式就要在对齐之前,首先选择钣金零件的模型特征,随后再选择飞机钣金零件的成品特征,还要在电脑当中对钣金零件的成品检验公差参数进行设置。运用图像对比的软件,把飞机钣金零件的成品三维模型和钣金零件的设计模型置于一个坐标中,把钣金零件的设计模型看作是参照物,将钣金零件的成品模型看作是检测物之后,还要在图像对比的软件当中构成三维比模型。此时,如果需要对零件成品细节进行二次检测,那么,细节部分就要和截面2D对齐,然后进行深入分析。对于钣金零件成品中的特殊部分,能够利用页面注释让零件变量的数值非常清楚。检测报告要有比较真实的信息和不同角度中零件的视图,还要有简洁明了的解析。
3.2坐标对齐的方法
当选择坐标对齐的检测方法,就会在检测过程中遇到一个难题,也就是钣金零件怎样建立坐标。很难发现飞机的钣金零件出现针对性地定位孔,加之在CATIA系统当中找到和钣金零件的设计模型相对应的一些定位孔。所以,对于钣金零件坐标系的构建非常困难。然而通过分析,能够运用“最佳拟合”的方法检测钣金零件的成品。不是规则形状的双曲度零件,其曲面中的三维法向孔是要进行检测的。要将零件在型胎上进行固定,这时,在飞机钣金零件中随意取孔位,并和三维法向孔进行连接,形成平面,三维法向孔连接之后设成X轴,选择一个三维法向孔作为原点。建立坐标系之后,要对钣金零件的成品外形和孔位与零件周边进行检测。在检测外形的过程中,可以对检测曲面中的点进行检测,该点共同构建了零件的外形。飞机钣金零件的成品周边具有相应点,该点也可以进行任意检测。铂金零件的外形和孔位与零件周边共同构成了上百个点,形成点集。但是CATIA系统中应该根据钣金零件设计的模型和钣金零件的成品对应点对坐标系进行设计。其外形曲面和孔位与零件周边所组成的点集在钣金零件的设计模型中进行重合,对应坐标,相关人员要仔细观察不同点之间的差异,当是同一个方向出现差异,就要把点集和此方向偏离一段距离。如果是高低曲面差异,就要把点集向一个角度进行转动,进而在曲面中进行叠加,还要寻找点的不同之处,尽可能实现把差异降至最低。最后对钣金零件进行核对,看其误差是否是在零件规定的数值内,用这样的方法判定飞机钣金零件的合格与否。
        结语:综上所述,在对飞机钣金零件进行检测的时候,通过利用三维扫描技术的应用,使得检测的效率、准确性都得到提高。将钣金零件放置在三维扫描仪前,可以对零件的外形、结构以及特征有一个全面的展示,从而使得检测人员能够对零件的特征有一个详细的了解,对零件是否合格做出判定。在钣金零件检测中,运用新的技术,既可以对检测的准确率进行有效的提高,又能对检测的效率进行有效的提高,节约了大量的人力物力,为钣金零件的检测助益良多,因而,在今后的检测过程中,可以对该项技术进行充分的利用。
参考文献:
[1]闻战胜.飞机钣金件数字化检测中的模型配准技术研究[D].南京航空航天大学,2016.
[2]魏礼勇.航空钣金零件的数字化检测规划研究及应用[D].沈阳理工大学,2016.
[3]张川.飞机钣金特征数字化检测预处理技术研究[D].南京航空航天大学,2014.
[4]陈博.飞机钣金件外形数字化检测系统研发[D].南京航空航天大学,2014.
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