激光投影技术在装配连接中的应用

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1、航空制造技术AERONAUTICALMANUFACTURlNGTECHNOLOGY激光投影技术在装配连接中的应用ApplicationofLaserProjectionTechnologyinAssemblyConnection中航工业成都飞机工业(集团)有限责任公司陈国强李辉余宁【摘要】在飞机部件装配中，装配连接孑L-'A主要以人工画线和样板画线的方式确定，工作效率低下。针对部件表面装配连接孔位，利用计算机辅助制造软件提取所需投影部件的连接孔位及投影面，分析、研究激光投影设备通过捕捉部件装配型架或部件自身的基准点，将

2、理论连接孔位及理论投影面快速、准确投影至部件实际投影面的方法。关键词：激光投影基准孔连接孔位fABSTRACT】Intraditionalaircraftpartassembly,thepositionofconnectingholeismainlydeterminedbythemethodofmanualdrawinglineandthepaaernline，whoseefficiencyisveryslow．Aimingatthesurfaceassemblyconnectionholepositionofthec

3、omponent，usingCAMsystemstoextractthepositionofconnectingholeandprojectionplaneoftherequiredprojectionpans，throughthecapturingofpanassemblyfixtureorpansoftheirownreferencepointswithlaserprojectionequipment，afastandaccurateprojectiontotheactualprojectionsurfaceoft

4、hepartisusedtoconnectthetheoreticalconnectionholepo—sitionandthetheoreticalprojectionplane．Keywords：LaserprojecfionDatumholePosi-tionofconnectingholeDoI：10．16080／j．issnl671—833x．2015．S2．020在飞机制造装配技术领域，机械连接是一项工作量大、涵盖范围广的航空制造基础技术。尽管现代飞机制造中不断地涌现出新型连接技术如变形连接、胶接等，但机械

5、连接仍是目前飞机制造中的主要连接方式，约占飞机结构连接的70％以上⋯。现阶段部件机械连接孔位的确定方法有以下3种：一是由操作者依据图纸或数模进行人工画线确定，该方法所确定的孔位精确度主要依靠操作者技能水平，需要花费大量时间，在孔位较多、劳动强度较大的情况下容易出错，无任何防错方法；二是根据图纸或数模定制孑L位画线样板，该方法画出的孔位较为准确，不易出错，适用于孔位比较集中部位，但部件较大时，样板数量也相应增多，对样板的保管和使用提出了较高的要求；三是使用机器人自动钻孔设备钻制部件上的机械连接孔，该202015年增刊s2

6、方法所确定的孔位精度较高，制孔质量稳定，效率高，但需要较大资金投入购买制孔机器人及相关设备，设备维护费用高，占地面积大，且要求装配型架具有较好的开敞性。目前激光投影广泛应用于零部件的三维数字化测量，也有激光投影设备应用于碳纤维复合材料的铺层角度及蒙皮轮廓的投影，对复材零件的铺层效率有着明显的提升效果【2】。本文采用激光投影的方法确定部件连接孔位，以工装上的基准点或产品部件自身基准点为基准，快速准确地投影部件的连接孔位。1机械连接孔位激光投影原理1．1激光投影系统本系统主要由激光投影设备、待投影部件和部件装配型架组成，系

7、统构成如图1所示。配架图1激光投影系统构成Fig．1Constitutionoflaserproiectionsystem系统流程图见图2，通过计算机辅助制造软件LaserEdgePlanner提取所需投影部件的三维信息，包括理论基准点和连接孔位，将提取的三维信息导入投影设备控制中心，控制激光投影设备捕捉装配型架或产品上的基准点，并与所提取的理论基准点对比，将理论投影点在飞机坐标系下的坐标数据转换为投影设备坐标系下的坐标数据，控制投影设备分别投影所需孔位及站位线。1．2基准点的选择为了保证投影点位的正确，至少需要选取6

8、个点作为投影基准，基准点的选择主要有以下两种方式。一是选择部件装配型架的安装基准即部件装配型架的安装测量基准点作为投影基准。该方法需要部件在装配型架上的定位准确度较高，部件占架周期相对较AERONAUTICALMANUFACTURINGTECH醚垦丝』!!塑航空制造技术I连接孔位的坐标转换I投影连接孔位图2激光投影系统流程Fig．