[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

说明书

本发明属于飞机装配测量技术领域，具体涉及一种飞机机身表面装配质量数字化检测方法及系统。本技术方案基于表面质量检测仪Ⅰ、跟踪式三维扫描单元等数字化检测工具，结合测量机械臂Ⅰ等运动定位设备实现对飞机机身表面装配质量的数字化检测，包括连接件钉头凹凸量、蒙皮对缝阶差间隙，其测量精度高、测量可达性好，同时能够将检测结果投影到对应的检测区域，保证了飞机表面装配质量的可追溯性。

技术领域

本发明属于飞机装配测量技术领域，具体涉及一种飞机机身表面装配质量数字化检测方法及系统。

背景技术

飞机机身表面装配质量主要由紧固件连接所形成的钉头凹凸量和蒙皮对缝阶差间隙决定，对飞机的气动性能和疲劳寿命有显著的影响。一方面，钉头凹凸量和蒙皮对缝阶差间隙直接决定了飞机的风阻系数，风阻过大不仅会导致能耗的增加，更会影响飞机的加速性能和机动性能，降低飞机的巡航速度。另一方面，钉头凹凸量由锪窝深度与制孔法矢偏差决定，而这两种因素对飞机的疲劳寿命均有至关重要的影响。因此，通过钉头凹凸量和蒙皮对缝阶差间隙的高可靠检测，实现装配质量可追溯性，从而控制机身表面装配质量，是提高飞机性能的有效途径。

现阶段，飞机表面装配质量主要通过人工的方式完成，如钉头凹凸量主要通过人工触摸的方式进行定性测量，蒙皮对缝主要通过塞尺进行测量，测量精度与工人的操作技能相关，其测量精度低、可靠性差，且由于机身表面有上万甚至几十万的紧固件，单人测量需要上百小时，其测量效率极低；此外，人工测量的数据通过模拟量传递，传输效率低、易出错，无法有效实现飞机装配质量的可追溯性及装配工艺的定向优化，进而无法保证飞机的装配质量。因此，为实现飞机高效优质批产，亟需实现飞机表面装配质量的数字化检测。

发明内容

本发明的目的在于根据目前航空领域的发展需要，提供一种飞机机身表面装配质量数字化检测方法及系统，能够有效实现飞机机身机表钉头凹凸量和蒙皮对缝阶差的数字化检测，同时能将检测结果投影到相应的检测区域，实现装配质量的可追溯性，克服传统测量方法效率低、精度差、劳动强度高的问题。

本发明具体通过通过以下技术方案实现：

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侧面和腹部的可移动表面质量检测装置；安装龙门检测装置是将具有足够高度的固定龙门安装于平整的地面上，在固定龙门内侧的顶部设置线性导轨，将测量机械臂Ⅰ的一端通过线性导轨与固定龙门滑动连接，并在测量机械臂Ⅰ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。其中，测量机械臂Ⅰ即为在测量飞机机身表面时使用、用于控制表面质量检测仪Ⅰ沿设定的检测路线移动的机械臂，机械臂是指高精度、多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统，对于不同的任务,需要规划机械臂关节空间的运动轨迹，从而级联构成末端位姿；表面质量检测仪Ⅰ和可移动表面质量检测装置即为可采用结构光平行条纹成像，测量飞机机身表面钉头凹凸量以及蒙皮对缝/阶差的检测设备。线性导轨为测量机械臂Ⅰ提供了横向移动空间，基于测量机械臂Ⅰ的横向移动，使表面质量检测仪Ⅰ的测量区域范围能够满足飞机机身的宽度需要。进一步的，可移动表面质量检测装置包括移动定位装置、测量机械臂Ⅱ和表面质量检测仪Ⅱ，测量机械臂Ⅱ的一端与移动定位装置固定连接，表面质量检测仪Ⅱ安装于测量机械臂Ⅱ的另一端，其中，通过控制移动定位装置在地面上的移动，配合测量机械臂Ⅱ，使两个表面质量检测仪Ⅱ配合测量的区域范围能够覆盖相应测量工位的飞机机身两侧和腹部。

S12，测量站位规划：根据待测飞机机身的长度，结合固定龙门、测量机械臂Ⅰ和可移动表面质量检测装置的可达性，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；具体的，沿飞机机身的长度方向设置有若干个测量工位，表面质量检测仪Ⅰ和两个可移动表面质量检测装置的到达的区域可覆盖单个测量工位，所有测量工位的宽度相加，大于或等于飞机机身的长度。