论文题目：基于数字化测量的口盖装配间隙控制技术研究
摘要：随着飞机飞行性能的不断提高,蒙皮类零件的制造精度和装配质量成为制造业研究的重点。针对目前航空制造业中口盖切边精度不足以及口盖和周缘蒙皮的装配间隙难以控制等问题,本文以口盖装配间隙控制为研究目标,提出采用激光扫描设备T-scan完成周缘蒙皮边缘轮廓的自动化测量,根据获取的测量数据,完成周缘蒙皮边缘轮廓几何模型的重构,进而结合装配间隙完成口盖切边轮廓的重构,为口盖的精加工提供依据,最终实现口盖的无余量精准装配,具体研究内容如下:1.建立口盖蒙皮无余量装配模式下的测量系统。分析口盖对缝测量需求,选择合适的测量设备构建自动化测量系统,制定蒙皮边缘轮廓自动化测量流程。2.提出面向测量的蒙皮边缘轮廓数字化离散技术。研究利用CATIA的二次开发平台CAA来实现周缘蒙皮边缘轮廓检验特征的数字化离散,快速获取离散点的三维坐标信息、切向矢量以及法向矢量信息,为路径规划提供数字量信息。3.完成蒙皮边缘轮廓自动扫描路径的规划。建立T-Scan扫描线和蒙皮面的数学模型,结合T-Scan的约束条件,通过软件MATLAB进行求交运算,获得的交点为测量点数据,以蒙皮外型面上测量点的数量和边型面上测量点的数量为目标函数,选择扫描仪的最佳位置和姿态。4.完成蒙皮边缘轮廓和口盖轮廓的模型重构。通过测量规划得到的测量点数据,建立蒙皮的外型面和切边型面,将两者进行求交线,得到蒙皮边缘轮廓曲线,进而得到口盖轮廓曲线,为口盖的数控加工提供几何信息。
关键词：口盖;装配间隙;激光扫描;路径规划;模型重构
学科专业：航空宇航制造工程
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 论文相关领域国内外研究现状
1.2.1 数字化测量技术国内外研究现状
1.2.2 蒙皮切边技术国内外研究现状
1.3 论文主要研究内容
1.4 论文结构与章节安排
第2章 口盖蒙皮无余量装配模式下测量系统的构建
2.1 口盖蒙皮无余量装配模式分析
2.2 蒙皮口盖对缝测量需求分析
2.3 测量系统配置
2.4 测量设备选择与测量原理
2.4.1 测量设备选择
2.4.2 T-Scan测量原理
2.5 自动化测量流程
2.6 本章小结
第3章 面向测量的蒙皮边缘轮廓数字化离散技术
3.1 蒙皮对缝边缘检验信息的识别与提取
3.2 蒙皮对缝边缘检验信息的数字化离散
3.3 蒙皮对缝边缘检验信息的数字化离散实例验证
3.3.1 CATIA CAA简介
3.3.2 基于CAA二次开发的数字化离散实例验证
3.4 本章小结
第4章 飞机周缘蒙皮边缘轮廓扫描路径规划
4.1 终端测量设备扫描路径总体规划
4.2 激光扫描仪T-Scan的扫描约束
4.3 终端测量设备扫描路径控制点与姿态规划
4.3.1 测量规划坐标系和测量设备坐标系的建立
4.3.2 光学扫描面的数学表达
4.3.3 扫描线方向矢量的求解
4.3.4 满足景深约束条件的扫描线的数学表达
4.3.5 测点求解与有效性检验
4.3.6 测量有效性目标函数的建立
4.4 实例验证
4.5 本章小结
第5章 蒙皮边缘轮廓和口盖轮廓模型重构
5.1 蒙皮对缝轮廓测量数据处理
5.1.1 扫描线形状分析
5.1.2 测量数据预处理
5.1.3 理论模型指导下的特征识别技术的提出
5.1.4 蒙皮外型面数据的识别与提取
5.1.5 蒙皮切边型面数据的识别与提取
5.2 蒙皮边缘轮廓几何模型重构
5.2.1 蒙皮外型面几何模型重构
5.2.2 蒙皮切边型面几何模型重构
5.2.3 蒙皮边缘轮廓曲线重构
5.3 口盖边缘轮廓几何模型重构
5.4 实例验证
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢