基于激光扫描的飞机蒙皮打磨装置及飞机蒙皮打磨方法与流程

本发明涉及飞机蒙皮打磨，特别涉及基于激光扫描的飞机蒙皮打磨装置及飞机蒙皮打磨方法。

背景技术：

1、飞机蒙皮指的是包覆在飞机骨架外且用粘接剂或铆钉固定于飞机骨架上并形成飞机外形的构件。未组装的飞机蒙皮通过激光扫描确定其外形符合设计要求之后，安装在飞机骨架上整体组成飞机外形。飞机外形在经过风洞测试确定其气动性能符合要求后，将该飞机蒙皮和飞机骨架的组合作为以后量产时和维修时参考的标准外形。

2、因飞机蒙皮的破损会导致飞机气动性能下降甚至危及飞行安全，在每次出行前均需要对飞机蒙皮进行检修，并在对飞机蒙皮修补后需要测量修补后的飞机外形的准确度。

3、在生产阶段，飞机外形的准确度通过三坐标测量机进行扫描获取，并在获取扫描结果后与标准外形进行比对确定。而在维修阶段，由于飞机整体外形巨大，大型三坐标测量机成本高昂，一般的机场维修站并没有条件配备能够扫描飞机整体外形的三坐标测量机。现有技术中有人采用无人机对飞机进行激光扫描后建立三维模型进行比对的方式确定修补后飞机外形（下文将修补后飞机外形简述为维修外形）的准确度，而由于安装蒙皮后的飞机气动模型精度需要达到0.01mm级，这种方式仍然难以保证维修外形的精度。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决背景技术中存在的技术问题之一。

2、为了达到上述目的，本发明提供基于激光扫描的飞机蒙皮打磨装置，包括：

3、激光扫描机构，所述激光扫描机构包括无人机和安装在无人机的激光扫描仪，所述激光扫描机构用于定位飞机的放置位置和角度；

4、移动机构；

5、打磨机构，所述打磨机构包括六轴机器人、连接盘、打磨电机和打磨盘，所述六轴机器人安装在移动机构上，所述六轴机器人的驱动端与打磨电机连接，所述打磨电机与所述连接盘驱动连接，所述打磨盘设在连接盘上；

6、检测装置，所述检测装置与连接盘固接，所述检测装置用于获取打磨盘的振动频率信息。

7、作为上述技术方案的一些子方案，所述连接盘包括盘体以及检测架，所述打磨电机与所述盘体驱动连接，所述检测架背向所述打磨电机伸出，所述检测装置固定在盘体背向打磨电机的一侧，所述打磨盘上设置有避让安装所述检测装置的孔，所述打磨盘固定在盘体背向所述打磨电机的一侧。

8、作为上述技术方案的一些子方案，所述检测装置包括检测元件和控制电路板，所述控制电路板设置在连接盘上，所述检测元件设置在控制电路板背向连接盘的一侧，所述检测元件与打磨盘紧接。

9、作为上述技术方案的一些子方案，所述检测元件为位移传感器。

10、作为上述技术方案的一些子方案，所述检测元件的数量为两个以上，所述检测架的数量与所述检测元件的数量相对应，所述检测元件和所述检测架均沿所述连接盘的圆周方向均匀布置。

11、本发明还提供飞机蒙皮打磨方法，包括如下步骤：

12、s100：对飞机出厂时的标准外形进行喷漆；

13、s200：通过激光扫描机构对飞机进行扫描确定飞机的放置位置和角度，然后确定打磨深度、打磨转速、打磨盘、打磨路径以及沿路径的前进速度，对s100中喷漆后的标准外形进行打磨；

14、s300：检测装置采集振动频率信息，设为标准打磨频率信息；

15、s400：控制器根据标准打磨频率信息输出标准频谱图；

16、s500：在对飞机蒙皮的维修点填料修补并磨平后得到维修外形，对维修点进行喷漆后，通过激光扫描机构对飞机进行扫描确定飞机的放置位置，然后以s200中相同的打磨深度、打磨转速、打磨盘和打磨路径对维修点进行打磨；

17、s600：检测装置采集整个打磨过程中打磨盘的振动频率信息，设为修补打磨频率信息；

18、s700：控制器根据修补打磨频率信息输出修补频谱图；

19、s800：控制器比较修补频谱图与标准频谱图；若修补频谱图的最高点高于标准频谱图的最高点，同时，修补频谱图的最高点的右侧的高点符合往右逐渐降低且均高于标准频谱图的最高点的规律，控制器则发出警报。

20、作为上述技术方案的一些子方案，在步骤s300中，检测装置采集标准打磨频率信息时，控制器还对应地记录振动频率信息的采集时间；同时在步骤s600中，检测装置在采集修补打磨频率信息时，控制器还对应地记录振动频率信息的采集时间，并且在步骤s800中，控制器进行比对时，对修补频谱图和标准频谱图以一定的时间区间分段进行比对。

21、作为上述技术方案的一些子方案，步骤s800中，控制器在比对修补频谱图与标准频谱图的最高点时，将标准频谱图的最高点的振幅乘以容差系数后与修补频谱图的最高点进行比较。

22、作为上述技术方案的一些子方案，控制器将标准打磨频率信息转换为txt格式的文件并设其为第一文件，控制器将修补打磨频率信息转换为txt格式的文件并设其为第二文件，控制器采用快速傅里叶变换函数对第一文件和第二文件进行处理，得到标准频谱图和修补频谱图。

23、本发明的有益效果：该飞机蒙皮打磨装置配备了检测装置，在对飞机蒙皮打磨的同时获取打磨盘的振动频率，通过比较飞机蒙皮打磨装置对标准外形的飞机蒙皮打磨时以及对维修外形的飞机蒙皮打磨时的振动频率，获知维修外形与标准外形的一致性，提供多一个维度来判断维修外形的准确度。

技术特征：

1.基于激光扫描的飞机蒙皮打磨装置，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的基于激光扫描的飞机蒙皮打磨装置，其特征在于：所述连接盘（22）包括盘体（221）以及检测架（222），所述打磨电机（21）与所述盘体（221）驱动连接，所述检测架（222）背向所述打磨电机（21）伸出，所述检测装置（3）固定在盘体（221）背向打磨电机（21）的一侧，所述打磨盘（23）上设置有避让安装所述检测装置（3）的孔，所述打磨盘（23）固定在盘体（221）背向所述打磨电机（21）的一侧。

3.根据权利要求1所述的基于激光扫描的飞机蒙皮打磨装置，其特征在于：所述检测装置（3）包括检测元件和控制电路板，所述控制电路板设置在连接盘（22）上，所述检测元件设置在控制电路板背向连接盘（22）的一侧，所述检测元件与打磨盘（23）紧接。

4.根据权利要求3所述的基于激光扫描的飞机蒙皮打磨装置，其特征在于：所述检测元件为位移传感器。

5.根据权利要求3所述的基于激光扫描的飞机蒙皮打磨装置，其特征在于：所述检测元件的数量为两个以上，所述检测架（222）的数量与所述检测元件的数量相对应，以所述检测元件和所述检测架（222）的组合为检测组，所述检测组沿所述连接盘（22）的圆周方向均匀布置。

6.飞机蒙皮打磨方法，其特征在于：采用如权利要求1-5中任一项所述的基于激光扫描的飞机蒙皮打磨装置，顺序包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的飞机蒙皮打磨方法，其特征在于：在步骤s300中，检测装置（3）采集标准打磨频率信息时，控制器还对应地记录振动频率信息的采集时间；同时在步骤s600中，检测装置（3）在采集修补打磨频率信息时，控制器还对应地记录振动频率信息的采集时间，并且在步骤s800中，控制器进行比对时，对修补频谱图和标准频谱图以一定的时间区间分段进行比对。

8.根据权利要求6所述的飞机蒙皮打磨方法，其特征在于：步骤s800中，控制器在比对修补频谱图与标准频谱图的最高点时，将标准频谱图的最高点的振幅乘以容差系数后与修补频谱图的最高点进行比较。

9.根据权利要求6所述的飞机蒙皮打磨方法，其特征在于：控制器将标准打磨频率信息转换为txt格式的文件并设其为第一文件，控制器将修补打磨频率信息转换为txt格式的文件并设其为第二文件，控制器采用快速傅里叶变换函数对第一文件和第二文件进行处理，得到标准频谱图和修补频谱图。

技术总结
本发明涉及飞机蒙皮打磨技术领域，本发明公开了基于激光扫描的飞机蒙皮打磨装置及飞机蒙皮打磨方法，飞机蒙皮打磨装置中包括了检测装置，检测装置用于在打磨飞机蒙皮的过程中获取振动频率信息。飞机蒙皮打磨方法通过飞机蒙皮打磨装置在对出厂时的标准外形和维修后的维修外形以相同的参数和设定进行打磨，并在打磨的过程中分别获取打磨频率信息，将打磨频率信息转化为频谱图后进行比较。该飞机蒙皮打磨方法提供了多一种维度判断维修后的飞机外形准确性。

技术研发人员：胡光民,胡俊,胡勇,夏荣康,张望,廖灿富,罗渊锦,曾旭,谢智锋,肖乐群
受保护的技术使用者：宏晟激光技术（佛山）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15