一种飞机C型梁柔性检测装备及检测方法与流程

本申请涉及飞机装配制造技术领域，特别是一种腹板面为平面的c型梁柔性检测装备及方法。

背景技术：

飞机机翼梁类结构较多，其中c型梁是一个较大的分类，c型梁中腹板面为平面的占比为绝大多数，腹板面为平面的c型梁结构为下凹部分腹板为平板面，两侧翻边为立肋，立肋带外形曲面。在大中型飞机制造中，c型梁的立肋外形曲面由于热变形和模具制造误差等因素引起的结构回弹和变形，复材成型c型梁制造完成后，需要通过检验工装的再检验手段确定c型梁制造精度。目前c型梁检验主要依靠构架样板检验夹具，依靠塞尺确定差值；由于c型梁数量较多，检验夹具也非常多，极大的浪费了厂房面积和流转工时；同时，由于检验主要有手工操作，根据人为操作力度和经验有很大关系，传统检验方式可信度较低。

另外，一般高精密检验也可以使用测量机进行检验，但是目前测量机的行程都不是特别大，同时测量机是按照点位走路径的，对于一个有20多个肋位的机翼前后梁需要要检查外型面和内型面，需要走80条30mm－150mm的型面路径线，同时距离比较长，测量周期将相当长，同时测量范围和路径加大会影响测量精度，且测量机需要采用恒温间进行测量，维护难度较大，所以，在大型零件产品批产过程中一般很难采用测量机进行测量。

随着测量技术、传感器技术、数字化技术的发展和产品研制精度要求的提高，依靠传统手动机械的检验方式已经不能完全满足新一代飞机制造要求，需要新的精确的数字化的人为干预较少的新的检验方法，需要开展新的检验装备及方法相关技术研究，大力提升产品检验精度和节约生产制造成本。

技术实现要素：

本申请的目的是提供一种飞机c型梁柔性检测装备及检测方法，该装备及方法可以适用于飞机腹板面为平面的c型梁柔性检测。

为达到以上目的，本申请采取如下技术方案予以实现：

一种飞机c型梁柔性检测装备，包含放置架、车载测量系统、激光跟踪仪测量系统、运行轨迹、上位控制系统，c型梁放置于放置架上表面，运行轨迹环绕放置架一圈设置，车载测量系统绕运行轨迹运动，测量c型梁内外型面，激光跟踪仪测量系统测量车载测量系统每一个测量位置在指定坐标系下的坐标位置，车载测量系统和激光跟踪仪测量系统测出的数据传输至上位控制系统进行处理和分析。

放置架为上表面为平面的平台框架支撑结构。车载测量系统包括agv车、多关节机械臂、测量装置、转接架，多关节机械臂安装在agv车上表面，测量装置通过转接架固定在多关节机械臂末端，agv车沿运行轨迹运动，多关节机械臂通过其自身的六自由度运动带动测量装置进入准确的测量位置，测量装置扫描c型梁内外型面并将测量数据传输至上位控制系统，测量装置上设置有激光反射点。测量装置由测量板和双目激光测量仪组成，测量板固定在双目激光测量仪上端的法兰盘上。测量板为中间带圆形定位孔的三角板结构，测量板三个角上设置激光反射点。转接架为两端头为连接法兰的90°弯角结构。的激光跟踪仪测量系统包括激光跟踪仪和ers系统，ers系统由地基和两排并列的靶标点组成，两侧靶标点包络放置架，单侧靶标点长向间隔1500mm。运行轨迹为色带或磁力线。

一种飞机c型梁柔性检测方法，包括如下步骤：

1在c型梁两端制出与内外型面关联的基准孔；

2在c型梁理论数模上根据检测位置和双目激光测量仪的测量范围划分出测量工作位；

3用激光跟踪仪测量系统建立测量全局坐标系；

4以c型梁腹板面为基准将c型梁放置于放置架上；

5agv车沿运行轨迹运动到测量工作位，多关节机械臂将测量装置调整至预定测量部位；

6双目激光测量仪稳定后，利用激光跟踪仪测量系统与双目激光测量仪的空间位置关联，首先利用激光跟踪仪测量系统跟踪测量测量板上的激光反射点，确定激光反射点在全局坐标系下的空间位置关系，然后通过激光反射点的空间位置关系，建立双目激光测量仪在全局坐标系下的空间位置坐标数据。

7双目激光测量仪在全局坐标系下对c型梁当前测量工作位的测量区域进行测量，并将测量数据上传至上位控制系统；

8agv车运动至下一个测量工作位，重复5～7步骤，直至完成所有c型梁测量工作位的测量；

9导出所有c型梁测量工作位的测量数据，形成测量数据模型；

10以测量数据模型中基准孔的位置与理论模型中的基准孔的位置进行模型位置重合优化，并将调整优化后的模型形成新的检测模型；

11在上位控制系统中，将检测模型与理论数据进行误差比对，依据比对结果形成检验报告。

本申请的优点在于将双目激光测量仪和激光测量仪进行了结合，实现了腹板面为平面的c型梁柔性检测，相对于三坐标精密固定机床测量方式，其对超出测量范围的c型梁检测，只需要改变放置架和增加靶标点进行重新标定即可，是一种更加柔性的c型梁柔性检测装备和方法，对飞机结构中腹板面为平面的c型梁的检测具有普遍适用性。

以下结合附图及实施例对本申请作进一步的详细描述。

附图说明

图1一种机翼c型梁柔性检测装备结构示意图；

图2测量装置结构示意图。

图中编号说明：1、c型梁；2、放置架；3、车载测量系统；4、激光跟踪仪测量系统；5、运行轨迹；6、agv车；7、多关节机械臂；8、测量装置；9、转接架；10、激光反射点；11、测量板；12、双目激光测量仪；13、激光跟踪仪；14、ers系统；15、地基；16、靶标点；17、基准孔。

具体实施方式

参见图1～图2，一种飞机c型梁柔性检测装置，主要用于c型梁1的柔性检测。其结构主要包含放置架2、车载测量系统3、激光跟踪仪测量系统4、运行轨迹5、上位控制系统，c型梁1放置于放置架2上表面，运行轨迹5环绕放置架2一圈设置，车载测量系统3绕运行轨迹5运动，测量c型梁1内外型面，激光跟踪仪测量系统4测量车载测量系统3每一个测量位置在指定坐标系下的坐标位置，车载测量系统3和激光跟踪仪测量系统4测出的数据传输至上位控制系统进行处理和分析。

放置架2为上表面为平面的平台框架支撑结构。车载测量系统3包括agv车6、多关节机械臂7、测量装置8、转接架9，多关节机械臂7安装在agv车6上表面，测量装置8通过转接架9固定在多关节机械臂7末端，agv车6沿运行轨迹5运动，多关节机械臂7通过其自身的六自由度运动带动测量装置8进入准确的测量位置，测量装置8扫描c型梁1内外型面并将测量数据传输至上位控制系统，测量装置8上设置有激光反射点10。测量装置8由测量板11和双目激光测量仪12组成，测量板11固定在双目激光测量仪12上端的法兰盘上。测量板11为中间带圆形定位孔的三角板结构，测量板11三个角上设置激光反射点10。所述的转接架9为两端头为连接法兰的90°弯角结构。激光跟踪仪测量系统4包括激光跟踪仪13和ers系统14，ers系统14由地基15和两排并列的靶标点16组成，两侧靶标点16包络放置架2，单侧靶标点16长向间隔1500mm。所述的运行轨迹5为色带或磁力线。

一种飞机c型梁柔性检测方法，包括如下步骤：

1在c型梁1两端制出与内外型面关联的基准孔17；

2在c型梁理论数模上根据检测位置和双目激光测量仪12的测量范围划分出测量工作位；

3激光跟踪仪测量系统4建立测量全局坐标系；

4以c型梁1腹板面为基准将其放置于放置架2上；

5agv车6沿运行轨迹5运动到测量工作位，多关节机械臂7将测量装置8调整至预定测量部位；

6双目激光测量仪12稳定后，利用激光跟踪仪测量系统4与双目激光测量仪12的空间位置关联，首先利用激光跟踪仪测量系统4跟踪测量测量板11上的激光反射点10，确定激光反射点10在全局坐标系下的空间位置关系，然后通过激光反射点10的空间位置关系，建立双目激光测量仪12在全局坐标系下的空间位置坐标数据。

7双目激光测量仪12在全局坐标系下对c型梁1当前测量工作位的测量区域进行测量，并将测量数据上传至上位控制系统；

8agv车6运动至下一个测量工作位，重复9－5～9－7步骤，直至完成所有c型梁1测量工作位的测量；

9导出所有c型梁1测量工作位的测量数据，形成测量数据模型；

10以测量数据模型中基准孔17的位置与理论模型中的基准孔的位置进行模型位置重合优化，并将调整优化后的模型形成新的检测模型；

11在上位控制系统中，将检测模型与理论数据进行误差比对，依据比对结果形成检验报告。