飞机蒙皮自动制孔几何特征重构与质量检验

曲学军，张 瑞，乔康壮

(沈阳航空航天大学 航空宇航学院，沈阳 110136)

随着现代航空技术的发展，飞机装配技术正逐步进入柔性化、自动化的新阶段[1]。铆钉连接作为飞机装配连接的最主要形式，铆钉孔的加工质量与效率对飞机装配质量和效率产生直接影响。现代飞机制造对制孔技术提出了新要求，自动制孔技术的应用成功地解决了传统制孔效率低与质量差的问题，显著提高了飞机装配的质量与效率[2]。

飞机蒙皮作为典型的薄壁大尺寸结构件，其在加工与装配过程中不可避免地产生变形误差。为保证制孔质量，普遍采用基于机器人的在线加工方式完成制孔加工，即蒙皮与结构件在工装上定位夹紧之后，利用在线测量方法提取蒙皮形状信息，用以指导制孔设备完成制孔加工。相关研究也大多集中于在线测量与刀具定位方面[3]。

受装配环境的制约，目前普遍采用视觉测量技术获取蒙皮外形局部数据，作为引导夹具与刀具定位的依据。然而，在线测量方式的精度有限，制孔质量难以评估[4-6]。为此，采用高精度测量技术并提出相应的质量评价方法，完成精确的制孔质量的分析与检验来实现制孔工艺的评估，依据评估结果改进制孔工艺，显著提高装配质量[7-8]。以接触式测量为基本特征的三坐标测量技术，因其测量精度显著高于非接触式测量技术，成为几何公差评定与其他测量加工设备标定的有效手段[9-11]。同时，蒙皮制孔质量评价指标依赖于多类型几何特征的精密测量，不同类型的几何特征，其测量方法也不同。……