【摘要】：國內(nèi)航空制造企業(yè)在運(yùn)用數(shù)字化測量設(shè)備對如機(jī)身、機(jī)翼等飛機(jī)大型構(gòu)件進(jìn)行質(zhì)量檢測過程中,由于外形尺寸范圍大等原因?qū)Υ笮蜆?gòu)件的檢測過程缺乏系統(tǒng)完整的測量方案,現(xiàn)場設(shè)備測量站位規(guī)劃基本依靠人工經(jīng)驗(yàn)開展。本文以飛機(jī)大型構(gòu)件為研究對象,開展數(shù)字化測量站位規(guī)劃研究,基于激光雷達(dá)設(shè)備對飛機(jī)大型構(gòu)件進(jìn)行了特征測量區(qū)域劃分、測量站位規(guī)劃建模及特征點(diǎn)集路徑規(guī)劃研究;系統(tǒng)規(guī)范化質(zhì)量檢測過程,減少測量過程中的準(zhǔn)備工作,提高大尺寸部件模型的測量效率,建立有效可行的測量方案。文章主要研究內(nèi)容包括:(1)基于激光雷達(dá)的大型構(gòu)件測量規(guī)劃技術(shù)路線:面向飛機(jī)大型構(gòu)件進(jìn)行了特征測量規(guī)劃需求分析和測量設(shè)備需求分析;針對大型構(gòu)件測量問題制定了測量規(guī)劃技術(shù)路線。(2)激光雷達(dá)測量精度分析:以測量入射角和測量距離為變量參數(shù),通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分析了激光雷達(dá)的在不同參數(shù)下的測量精度變化趨勢,并擬合構(gòu)建了測量精度數(shù)學(xué)模型,為測量站位規(guī)劃研究提供測量精度評估模型。(3)模型特征離散表達(dá):基于有限元分析、等弦長法對飛機(jī)大型構(gòu)件測量特征進(jìn)行了離散表達(dá)處理,獲取測量特征點(diǎn)集。(4)特征測量區(qū)域劃分:針對飛機(jī)大型構(gòu)件待測量特征分布范圍廣的問題,研究了一種特征測量區(qū)域劃分的方法,合理規(guī)劃有效測量區(qū)域,減少轉(zhuǎn)站次數(shù)。(5)測量站位建立:提出了基于斜圓錐模型進(jìn)行測量站位建立的方法,以測量入射角和測量距離為約束條件通過定義權(quán)值函數(shù)迭代計(jì)算站位點(diǎn)位置。(6)特征點(diǎn)集測量路徑規(guī)劃:分析了特征點(diǎn)集路徑權(quán)值大小的規(guī)劃算法,結(jié)合激光雷達(dá)自動(dòng)測量功能,提出了一種離散點(diǎn)集測量路徑規(guī)劃的方法。(7)測量規(guī)劃系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用驗(yàn)證:基于CAITA開發(fā)設(shè)計(jì)了部件模型特征處理、測量站位規(guī)劃、站位信息輸出等功能模塊;在系統(tǒng)中對某型機(jī)身壁板及襟翼等大型構(gòu)件實(shí)現(xiàn)了測量站位規(guī)劃建模,建立了可行有效的測量方案。
【圖文】：

圖 3. 13 激光雷達(dá)測量精度數(shù)學(xué)模型擬合優(yōu)度如表 3. 4 所示：表 3. 4 擬合優(yōu)度和方差 擬合標(biāo)注差 確定系數(shù) 校正確定系數(shù) × × 0.9828 0.9804由數(shù)學(xué)模型圖及擬合優(yōu)度參數(shù)可知，構(gòu)建的測量精度數(shù)學(xué)模型在入射角 60°內(nèi)、測量距離在 10m 范圍中，經(jīng)數(shù)學(xué)模型評估計(jì)算的測量精度相對較符合實(shí)際值。（2）評估分析基于以上擬合建立的數(shù)學(xué)模型，通過輸入測量距離和測量入射角計(jì)算其與實(shí)際測數(shù)據(jù)之間的偏差，，以此評估數(shù)學(xué)模型的的擬合質(zhì)量。如圖 3. 14 所示為通過對比 25 組實(shí)測數(shù)據(jù)與模型計(jì)算的測量精度偏差對比圖。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：V262;TN958.98

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本文編號(hào)：2637921