[发明专利]一种多基准条件下飞机复杂焊接导管测量及匹配方法

说明书

本发明公开一种多基准条件下飞机复杂焊接导管测量及匹配方法，包括测量获得弯曲主管件的IP点测量数据；测量获得支管件的测量数据；测量获得附件的特征数据；读入理论模型和各次测量的数据，采用3个主基准通过3‑2‑1匹配将测量数据与理论模型进行初步匹配；依次加入辅基准，按主次顺序模型匹配方式进行匹配；计算各测量数据的误差，输出检测结果。本发明的方法建立在综合式PCMA设备的基础上，测量时被测焊接导管固定在测量台上，在测量过程中保持被测件和设备位置不变可实现对带复杂支路的焊接导管进行检测，对具有多个基准的情况进行匹配，在保证主基准在误差范围内的条件下减小辅助基准的检测误差，整体检测误差符合工程上导管装配情况。

技术领域

本发明涉及飞机焊接导管检测领域，具体是多基准条件下的飞机复杂焊接导管测量及匹配方法。

技术背景

导管是飞机产品的重要组成部分，其主要作用是将气体、油料等介质输送到飞机各部位。焊接导管是指将管件、半管、附件等零件采用焊接成形方式并辅助以其他方式进行连接而形成的导管总成件。在飞机导管产品中，焊接导管占总数的25％～35％。焊接导管在几何结构上可分为两部分：管件零件部分和附件零件部分，其中管件包括一个主管件和多个支管件，附件包括接头、法兰等。另外，按照外形是否弯曲，管件又分为弯管和支管。

目前，飞机焊接导管的外形检测主要采用专用夹具来进行，具体方法是：将焊接导管放置在夹具上，并按照定位要求将导管上的基准面与夹具的定位面进行贴合定位，然后采用垫片、卡规等检测其他部位是否存在干涉或者间隙情况，通常给出的是定性误差评价结果。

近年来，采用数字化测量设备对导管进行检测得到越来越多的重视与应用，主要设备有关节臂式测量机(Portable Coordinate Measuring Arm，简称PCMA)和三坐标测量机(Coordinate Measuring Machine，简称CMM)，采用的测头传感器有激光叉形测头和接触式测头。其中激光叉形测头用于管件部分的检测，而接触式测头适用于附件部分的检测，单一测头只适用于简单结构的导管。综合这两种传感器的PCMA可以实现对包含有管件和附件的焊接导管进行检测，然而目前的测量系统还存在一些不足，主要体现在：只能对具有完全3-2-1定位基准的导管进行测量定位，而对多于3-2-1基准的焊接导管则无法测量定位。

对焊接导管，多于3-2-1基准的情况大量存在，主要原因有：(1)导管在空间上可以看作与曲线有着相同的维度，因而沿着管路方向往往呈弱刚性，需要在3-2-1基准的基础上额外增加辅助基准进行定位；(2)在导管装配过程中，为了便于装配调整，往往会在一些连接附件处留有一定的调整量，各基准也可以调整，使得导管实际上处于多基准情况下。

发明内容

本发明针对焊接导管数字化检测中存在的上述问题，提出多基准条件下飞机焊接导管测量及匹配方法，该方法对具有多个基准的情况进行匹配，在保证主基准在误差范围内的条件下减小辅助基准的检测误差，整体检测误差符合工程上导管装配情况。

本发明的上述目的是利用以下技术方案实现的：

一种多基准条件下飞机复杂焊接导管测量及匹配方法，包括以下步骤：

1)采用激光叉形测头，对弯曲的主管件进行测量，获得主管件的IP点(Intersection Points，交点)测量数据；

2)若支管件为弯曲管，则采用激光叉形测头逐个进行测量，获得各支管件的IP点测量数据；

3)若支管件为直管，则采用接触式测头进行测量获得支管件的外圆柱测量数据；

4)采用接触式测头对所有附件进行测量，获得附件上的平面、圆柱、圆等特征数据；