[发明专利]一种飞机机身表面装配质量数字化检测方法及系统

权利要求书

1.一种飞机机身表面装配质量数字化检测方法，其特征在于，包括检测前期准备和检测流程实施；

所述检测前期准备包括以下步骤：

S11，布设数字化检测系统：包括将龙门检测装置安装于地面，并在地面上放置两个用于检测飞机机身（10）侧面和腹部的可移动表面质量检测装置（6）；安装龙门检测装置是将具有足够高度的固定龙门（3）安装于平整的地面上，在固定龙门（3）内侧的顶部设置线性导轨（4），将测量机械臂Ⅰ（1）的一端通过线性导轨（4）与固定龙门（3）滑动连接，并在测量机械臂Ⅰ（1）的另一端安装用于检测飞机机体背部装配质量的表面质量检测仪Ⅰ（2）；

S12，测量站位规划：根据待测飞机机身（10）的长度，结合固定龙门（3）、测量机械臂Ⅰ（1）和可移动表面质量检测装置（6）的可达性，规划测量工位，使数字化检测系统能够覆盖到所有的待检测区域；

S13，测量点位输出：通过上位计算机建立专门的测量规划控制与数据处理分析系统，基于该系统，利用飞机机身（10）蒙皮对缝及紧固件三维数模，结合表面质量检测仪Ⅰ（2）和两个可移动表面质量检测装置（6）的单次测量面积、测量距离及测量入射角，生成待测区域的测量点位；

S14，测量路径规划及仿真：基于测量规划控制与数据处理分析系统，根据生成的测量点位，采用机器人运动学规划测量机械臂Ⅰ（1）和两个可移动表面质量检测装置（6）的运动轨迹，并根据运动仿真进行干涉检查，进而生成表面质量检测仪Ⅰ（2）和两个可移动表面质量检测装置（6）在飞机机身（10）表面的测量路径；

S15，对应飞机机身（10）表面的若干工艺基准孔粘贴测量标志点（5）；

S16，将飞机机身（10）置于转运车（9）上，并通过转运车（9）将飞机机身（10）转运至第一测量工位；

所述检测流程实施包括以下步骤：

S21，基于测量标准点实现表面质量检测仪Ⅰ（2）和两个可移动表面质量检测装置（6）在飞机坐标系中的定位，通过表面质量检测仪Ⅰ（2）或可移动表面质量检测装置（6）识别对应测量工位上的测量标志点（5），得到测量路径的补偿值，并根据测量结果对测量路径进行补偿；

S22，根据预先在测量规划控制与数据处理分析系统中规划的测量路径进行飞机机身（10）表面装配质量的自动测量，并利用其中的数据处理分析系统对测量结果进行实时处理与分析；

S23，完成当前测量工位所有测量区域的数据处理与分析后，对测量结果不合格的区域进行原位投影显示，引导人工添加相应标识以便进行后续处理；

S24，通过转运车（9）将飞机机身（10）转运至下一个测量工位；

S25，重复步骤S21-S24，直至完成对飞机机身（10）所有测量工位的检测。

2.如权利要求1所述一种飞机机身表面装配质量数字化检测方法，其特征在于：还包括采用跟踪式三维扫描单元进行人工补充测量；跟踪式三维扫描单元包括光学跟踪器（7）和三维扫描仪（8），通过飞机机身（10）上的测量标志点（5）完成光学跟踪器（7）在飞机坐标系中的定位，然后利用三维扫描仪（8）对表面质量检测仪Ⅰ（2）和两个可移动表面质量检测装置（6）无法覆盖的测量区域进行人工补充测量。

3.如权利要求1所述一种飞机机身表面装配质量数字化检测方法，其特征在于：所述表面质量检测仪Ⅰ（2）和可移动表面质量检测装置（6）都是基于结构光三维成像对飞机机身（10）表面的钉头凹凸量和蒙皮对缝阶差/间隙进行测量。

4.如权利要求1所述一种飞机机身表面装配质量数字化检测方法，其特征在于：所述步骤S21中，采用迭代最近点算法对测量路径进行补偿。

5.如权利要求1所述一种飞机机身表面装配质量数字化检测方法，其特征在于：所述可移动表面质量检测装置（6）包括移动定位装置（6.1）、测量机械臂Ⅱ（6.2）和表面质量检测仪Ⅱ（6.3），测量机械臂Ⅱ（6.2）的一端与移动定位装置（6.1）固定连接，表面质量检测仪Ⅱ（6.3）安装于测量机械臂Ⅱ（6.2）的另一端。