现场化、自动化、数字化测量技术推动航空制造技术的发展.pdf

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1、莎‘—■Shop—Floor，AutomationandDigitalizationMetrologyTechnologyPromotetheDeVelopmentofAeronauticalManufacturingTechnology海克斯康测量技术(青岛)有限公司廖鲁作为中国最早进入测量行业的专业人士之一．拥有20多年测量行业资历，目前任海克斯康测量技术(青岛)有限公司市场运营总监。长期以来，航空制造业代表着人类最新技术发展的成就。尤其是随着计算机、数字化技术及其应用的发展，使得传统飞机制造技术发生了根本性的改变，并渗透到飞机设计

2、、工62航空制造技术·2014年第13期，来自海克斯康计量现场化、自动化与数字化的测量技术，代表着当今测量技术的最新发展和应用，适应了现代制造技术的发展，并将成为推动航空制造业发展的重要力量，助力航空业的腾飞与发展。艺、制造、质量保证的各个环节。从模拟量信息、静态、刚性的技术与装备，到100％数字化产品定义、三维实体模型数字化预装配、并行产品定义，现代飞机制造技术不断演进与发展，制造与装配效率显著提升、投入降低，面对变化的调整日益灵活。如何将飞机数字化的几何形状和尺寸准确无误地反映在最后的产品上，实现零部件之间的协调、装配与投人飞行，不

3、仅仅是制造部门的任务，还需要借助先进的测量与分析手段，实现飞机制造全过程的测量信息共享。伴随着先进制造技术的发展，三维精密测量技术也在持续向着现场化、自动化、数字化领域推进。测量现场化——提供第一手精确数字化信息传统的精密测量技术，更多存在于条件完善的计量室，而在车间现场所使用的往往是仅能提供模拟量信息的通用与专用量具。这种情况下，无法实时反馈精确的测量结果，不利于工厂级数字化检测网络的搭建，使得制造现场的第一手测量信息成为数字化工厂的瓶颈。随着技术的发展，数字化工厂需要一种能够克服现场环境与条件局限、提供第一手精确测量结果的在线测量系

4、统，协助企业搭建位于现场的测量工作站。海克斯康计量最新发布的TIGOSF车间型测量系统在确保高精度的同时充分考虑用户的操作体验。TIGOSF在充分考虑客户需求的基础上，整合海克斯康多年车间型测量机领域的设计与应用经验，贯穿整个加工过程，可替代所有的专用与手工量具，提供了同类别机器中最高的精度，实现加工过程的连续监控，并使得现场的测量工作变得更加简易而且高效。当然，典型的现场型测量系统的代表，是各种便携式的测量系统，这包括了方便快捷的关节臂式测量机、高速白光拍照式测量以及在面向现场大尺寸测量的激光跟踪仪等。1ROMER绝对关节臂测量机为现

5、场测量提供了最大程度的便携性：碳纤维臂身重量最轻；采用绝对编码器，开机即可测量；整合激光扫描测头，提升了操作性能，测量范围高达4．5m。2白光拍照式测量方案能够在苛刻的车间环境下，利用二维光学成像重建工件的三维数学模型，具有独特的高速数据获取能力，可完成产品开发、质量评估、曲面检查、模具设计与试制、问题根源分析等多项任务。3LeicaAT402激光跟踪仪配备B—Probe手持式测量机无衙压缩空气、15。30℃的宽温带、完善的外罩与风琴罩保护：使得现场高睛度测量成为可能LeiPaAT402激光跟踪仪配备B—Prohe手持式测量机的推出，丰

6、富了Leica激光跟踪仪产品家族，可无线便捷操作，测量隐藏点，测量范围达到西20m，并可通过转站扩展到更大范围。测量自动化——挑战人力所难以解决的测量难题工业机器人正日渐成为我们每天生活的一部分。根据2013年国际机器人联合会(IFR)发布的报告，2012年的机器人全球年销售数量排名有史以来第二的数据，全部159346台机器人中，接近70％销往美国、日本、中国和韩国。而2013年前3个季度的数据表明较去年同期有大幅增长。机器人和激光跟踪仪正在改变着制造的格局。20世纪90年代中期，激光跟踪已开始应用于机器人的校准。利用校准软件引导机器人

7、到工作区域的相应坐标位置，通过跟踪仪测量记录下实际的位置。通过理论与实际位置的比较，软件可生成一整套补偿参数，在其运动过程中修正机器人的位置。补偿参数既包括了运动过程中的机械问题，也考虑了负载情况下的变形与扭曲。绝对精度的修正能够将机器人8～15mm的偏差fI腰米用HTouch轵操作者简各种测TIGOSF。确保高精度的同时充分考虑用户的操作体验修正到0．5mm左右。今天，这些流程被广泛应用于机器人每天的操作过程中，但并不意味着没有改善的空间。过去10年里，激光跟踪仪的性能得到极大的提升，最显著的提升是跟踪仪可以完成六自由度的测量，也称为

8、6DoF。这一功能允许机器人制造商在校准过程中以更少的姿态对机器人末端执行器进行修正，并为系统提供了更多可能性。过去，采用传统的三维激光跟踪仪，需要在6D空间测量多个位置计算TCP点，现在，通过使用6DoF