CREAFORM三維掃描儀在飛機行業的應用

蒙皮零件是飛機的外表零件，一般尺寸比較大，形狀比較復雜，多數呈雙曲率，機身頭部、尾部以及整流罩的蒙皮，形狀則更為復雜。隨著航空技術的發展，提出了飛機蒙皮無余量裝配方案，對蒙皮零件外形度提出更高的要求，因此蒙皮零件的數字化加工是未來發展的必然趨勢，而蒙皮零件的三維數模是實現其數字化加工的必要條件。

對于某機型，由于當時技術條件限制，并未采用三維模型設計，而蒙皮零件為復雜自由曲面，既無法根據二維圖紙作出相應的自由曲面，也難以使用卡尺等量具測繪零件實物，這種設計方式決定了該項目蒙皮零件至今仍采用模擬量傳遞體系。蒙皮通過拉伸或滾彎成形后，其外形切割是按拉型模上外形刻線，依靠手工加工完成，如圖1所示。拉型模上的外形刻線是依據模線刻制，誤差比較大，為避免在裝配時產生不協調，蒙皮交付時，往往留有余量。這種采用模擬量傳遞的傳統加工方法存在加工效率低、勞動強度大、零件制造精度難以提高等諸多問題。結合公司逐年遞增的生產需求及蒙皮無余量裝配方案的提出，改變模擬量傳遞的加工方式、提高零件加工精度和生產速率已變得迫在眉睫。

飛機蒙皮手工切割

按照現代航空制造技術的三個發展方向：數字化、信息化、智能化。現有蒙皮零件加工方法顯然已無法滿足現代航空制造的需求，如何為飛機蒙皮零件數字化制造提供數字量依據（即零件三維模型）具有很大的研究和應用空間，通過本課題研究將有如下意義：

⑴改變傳統模擬量傳遞的制造方式，將數字化制造技術運用到蒙皮零件加工。

⑵將蒙皮手工留余量切割改變為數控銑切，提高蒙皮零件外形精度和零件加工效率。

因此，針對僅有設計藍圖的某機型的蒙皮零件研究數字化測量和建模技術，是將其轉為數字化制造依據的一種有效方法，其對于提高零件外形精度，滿足無余量裝配，縮短零件加工周期，提升產業效益有著十分重要的意義，為實現鈑金廠蒙皮零件全數字化加工奠定基礎。

數字化測量

對蒙皮零件拉型模進行測量不僅要求能夠快速獲得型面、刻線、孔位數據，而且需要解決淺刻線、孔邊緣磨損等多個難題。單一的測量方法無法解決所有問題，本文采用CREAFORM三維激光儀掃描測量拉型模型面（非接觸式測量）和便攜式三坐標（HandyPROBE）測量刻線和孔位（接觸式測量）兩種方法。

激光掃描測量通過標記點進行型面數據的拼接，在拉型模型面布置標記點，從各個角度對型面進行掃描，快速獲取大量的表面點云數據。HandyPROBE對拉型模表面刻線并深入孔內壁完整進行人工打點測量。

通過激光掃描與接觸式打點完整測量了蒙皮零件的拉型模。其中型面測量數據為表面點云，零件輪廓的測量數據為離散刻線點。

HandySCAN 3D BLACK激光掃描儀的三大特點

1、性、可靠性、分辨率

     不論測量安裝質量以及用戶經驗如何，HandySCAN 3D 始終可實現精 確測量，同時提供高分辨率和可追蹤結果。以動態參考為特點，掃描儀和部件都可在測量期間移動，且可以確保掃描、高質量。

     •精度：0.025 mm

     • 體積精度：0.020 + 0.040 mm/m (0.0008 in + 0.0005 in/ft)

     •驗收測試依據：VDI/VDE 2634 第3部分     ISO 17025 認證實驗室

     •細節高分辨率

2、便攜性

     本手持式 3D 掃描儀是一款獨立操作的設備，無需使用三腳架或外部跟蹤設備即可操作 可裝入小型手提箱、隨處攜帶、在任何環境條件下 使用，性能不會受到影響。

     •輕量：0.94 kg (2.1 lb)

     •自定位和動態參考

     •可裝入手提箱

     •將其帶到任何所需的地方

3、更快的 3D 掃描流程

     HandySCAN 3D 掃描儀以多條激光十字線和自動網格生成為特點，可實現從安裝、掃描到存檔的快速工作流。

     •直接可用的文件

     •高測量速率：高達 1,300,000 次測量/秒

     • 11條激光十字線，掃描區域廣

     •快速安裝：安裝運行可在2分鐘內完成