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Radian激光跟蹤儀 在航空復材檢測領域的應用_API公司
閱讀：92 發布時間：2024-4-4針航空復材檢測在飛機外形領域重要性的探索
飛機蒙皮是構建飛機氣動外形的重要組成部分，具有尺寸大、種類多、易變形、待測特征復雜等特點。由于直接承受空氣動力，蒙皮零件的設計、制造和質量檢測在飛機生產制造過程中至關重要。隨著我國航空制造領域的發展，依靠胎模固定蒙皮配合人工經驗的傳統方法已經無法滿足飛機檢測中高精度、高可靠性要求，相應的數字化檢測技術需求愈加迫切。
為了檢驗產品是否滿足設計要求，測量是生產過程中的重要環節。現代飛機為了實現更好的氣動性能與隱身性能，對蒙皮外形準確度提出了嚴格的要求，同時也對測量技術提出了很大的挑戰。
傳統測量方式
目前，針對飛機蒙皮零件型面的測量主要使用三坐標測量機和胎模檢測方法等，其中三坐標測量機可以獲得高精度測量數據，但測量時間過長導致生產周期大幅增加，并且需要多人配合上下料工作移動至三坐標測量室才能完成測量，極大的損耗人力物力。而胎模檢測法本質上通過人工檢驗判斷飛機蒙皮型面加工是否滿足尺寸，缺乏準確數據。非基礎式光學測量目前主要針對特征較明顯的零件，面對大體積且曲率變化較小的飛機零件測量往往通過手持式測量設備實現。該方法雖然可以獲得零件外尺寸數據，但本質依然是依靠人工完成測量過程。
圖1：Radian激光跟蹤儀（左）及合作靶標（中：靶球、右：vProbe隱藏點測頭）
專用測量方法
航空制造企業正積極推進數字化測量技術的應用，如利用激光跟蹤儀技術快速獲取復雜型面點數據，實現飛機蒙皮曲面的快速測量。針對蒙皮的邊緣輪廓以及整體型面，我司定制開發了專項應用，不僅改善成品的檢測工藝，也在前期模具生產和調試階段提供有力的測量手段。為了進一步提高航空制造業生產自動化水平、減小測量人員的勞動量、提高檢測效率及數據質量、加速航空制造業向智能制造轉變的進程，我司對航空零部件的精確、快速測量方法進行了一系列探索：
圖2：飛機蒙皮切割線位置示意
圖3：vProbe隱藏點測頭及部分型號測針
1、針對蒙皮外形輪廓，可采用API品牌一代Radian型號激光跟蹤儀，結合高精度反射靶球SMR，操作人員僅需要手持靶球，采集蒙皮型面數據；
2、針對蒙皮邊緣輪廓和中間的切割線，即使用靶球也無法直接采集的部分，可通過使用隱藏點測頭測針的方式（請參考圖3），采集切割線位置信息；
3、最后在軟件中通過和理論模型通過基準點對齊，快速分析出基準誤差、型面變形和切割線誤差，給質量和生產工藝提供可靠的改進數據。
圖4：飛機蒙皮部件測量現場及部分誤差數據
圖5：實操蒙皮部件測量點位/軌跡（主圖）&型面偏差（右下小圖，數據經模糊處理）
該應用主要具備以下優勢：
① 高精度測量調裝
API品牌的Radian系列激光跟蹤儀，以其超高的精度（μm，0.001mm），可充分滿足大型生產設備現場測量調試，復雜環境下也可滿足100μm的測量要求；配合Autolock自動接光系統為用戶提供更靈活、友好的測量手段。
圖6：高精度調裝&模具實時調整
② 測量環境不受限制
高度集成一體化設計，且具備直徑100米測量范圍的Radian Core，不論是在測量工位還是直接外出到客戶現場上進行調裝測量，只需將設備穩定架設，不用擔心距離受限或工件過大引起的無法測量問題，操作者僅手持高精度反射靶球以1000點/秒的速率采集數據即可。
③ Autolock自動接光系統
一次定位，可測量所要求的所有尺寸。Radian激光跟蹤儀集成有智能攝像頭，通過其Autolock功能，即可實現在靶球移動到下一個孔位置自動搜索并快速鎖定靶球，使測量作業保持流暢，讓操作者將精力集中在測量作業本身。
④ 模具實時調整
不僅可以對產品進行檢測，也可以通過不良品反向推導模具加工工藝問題，實時對模具進行調整。從根源上解決不良品問題。