CREAFORM三維掃描儀在飛機(jī)行業(yè)的應(yīng)用

蒙皮零件是飛機(jī)的外表零件，一般尺寸比較大，形狀比較復(fù)雜，多數(shù)呈雙曲率，機(jī)身頭部、尾部以及整流罩的蒙皮，形狀則更為復(fù)雜。隨著航空技術(shù)的發(fā)展，提出了飛機(jī)蒙皮無余量裝配方案，對蒙皮零件外形度提出更高的要求，因此蒙皮零件的數(shù)字化加工是未來發(fā)展的必然趨勢，而蒙皮零件的三維數(shù)模是實(shí)現(xiàn)其數(shù)字化加工的必要條件。

對于某機(jī)型，由于當(dāng)時(shí)技術(shù)條件限制，并未采用三維模型設(shè)計(jì)，而蒙皮零件為復(fù)雜自由曲面，既無法根據(jù)二維圖紙作出相應(yīng)的自由曲面，也難以使用卡尺等量具測繪零件實(shí)物，這種設(shè)計(jì)方式?jīng)Q定了該項(xiàng)目蒙皮零件至今仍采用模擬量傳遞體系。蒙皮通過拉伸或滾彎成形后，其外形切割是按拉型模上外形刻線，依靠手工加工完成，如圖1所示。拉型模上的外形刻線是依據(jù)模線刻制，誤差比較大，為避免在裝配時(shí)產(chǎn)生不協(xié)調(diào)，蒙皮交付時(shí)，往往留有余量。這種采用模擬量傳遞的傳統(tǒng)加工方法存在加工效率低、勞動強(qiáng)度大、零件制造精度難以提高等諸多問題。結(jié)合公司逐年遞增的生產(chǎn)需求及蒙皮無余量裝配方案的提出，改變模擬量傳遞的加工方式、提高零件加工精度和生產(chǎn)速率已變得迫在眉睫。

飛機(jī)蒙皮手工切割

按照現(xiàn)代航空制造技術(shù)的三個(gè)發(fā)展方向：數(shù)字化、信息化、智能化。現(xiàn)有蒙皮零件加工方法顯然已無法滿足現(xiàn)代航空制造的需求，如何為飛機(jī)蒙皮零件數(shù)字化制造提供數(shù)字量依據(jù)（即零件三維模型）具有很大的研究和應(yīng)用空間，通過本課題研究將有如下意義：

⑴改變傳統(tǒng)模擬量傳遞的制造方式，將數(shù)字化制造技術(shù)運(yùn)用到蒙皮零件加工。

⑵將蒙皮手工留余量切割改變?yōu)閿?shù)控銑切，提高蒙皮零件外形精度和零件加工效率。

因此，針對僅有設(shè)計(jì)藍(lán)圖的某機(jī)型的蒙皮零件研究數(shù)字化測量和建模技術(shù)，是將其轉(zhuǎn)為數(shù)字化制造依據(jù)的一種有效方法，其對于提高零件外形精度，滿足無余量裝配，縮短零件加工周期，提升產(chǎn)業(yè)效益有著十分重要的意義，為實(shí)現(xiàn)鈑金廠蒙皮零件全數(shù)字化加工奠定基礎(chǔ)。

數(shù)字化測量

對蒙皮零件拉型模進(jìn)行測量不僅要求能夠快速獲得型面、刻線、孔位數(shù)據(jù)，而且需要解決淺刻線、孔邊緣磨損等多個(gè)難題。單一的測量方法無法解決所有問題，本文采用CREAFORM三維激光儀掃描測量拉型模型面（非接觸式測量）和便攜式三坐標(biāo)（HandyPROBE）測量刻線和孔位（接觸式測量）兩種方法。

激光掃描測量通過標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行型面數(shù)據(jù)的拼接，在拉型模型面布置標(biāo)記點(diǎn)，從各個(gè)角度對型面進(jìn)行掃描，快速獲取大量的表面點(diǎn)云數(shù)據(jù)。HandyPROBE對拉型模表面刻線并深入孔內(nèi)壁完整進(jìn)行人工打點(diǎn)測量。

通過激光掃描與接觸式打點(diǎn)完整測量了蒙皮零件的拉型模。其中型面測量數(shù)據(jù)為表面點(diǎn)云，零件輪廓的測量數(shù)據(jù)為離散刻線點(diǎn)。

HandySCAN 3D BLACK激光掃描儀的三大特點(diǎn)

1、性、可靠性、分辨率

     不論測量安裝質(zhì)量以及用戶經(jīng)驗(yàn)如何，HandySCAN 3D 始終可實(shí)現(xiàn)精 確測量，同時(shí)提供高分辨率和可追蹤結(jié)果。以動態(tài)參考為特點(diǎn)，掃描儀和部件都可在測量期間移動，且可以確保掃描、高質(zhì)量。

     •精度：0.025 mm

     • 體積精度：0.020 + 0.040 mm/m (0.0008 in + 0.0005 in/ft)

     •驗(yàn)收測試依據(jù)：VDI/VDE 2634 第3部分     ISO 17025 認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室

     •細(xì)節(jié)高分辨率

2、便攜性

     本手持式 3D 掃描儀是一款獨(dú)立操作的設(shè)備，無需使用三腳架或外部跟蹤設(shè)備即可操作 可裝入小型手提箱、隨處攜帶、在任何環(huán)境條件下 使用，性能不會受到影響。

     •輕量：0.94 kg (2.1 lb)

     •自定位和動態(tài)參考

     •可裝入手提箱

     •將其帶到任何所需的地方

3、更快的 3D 掃描流程

     HandySCAN 3D 掃描儀以多條激光十字線和自動網(wǎng)格生成為特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)從安裝、掃描到存檔的快速工作流。

     •直接可用的文件

     •高測量速率：高達(dá) 1,300,000 次測量/秒

     • 11條激光十字線，掃描區(qū)域廣

     •快速安裝：安裝運(yùn)行可在2分鐘內(nèi)完成