變曲率蒙皮數字化制孔法向精度與效率平衡策略

謝 穎,張 龍,付建超,鄭和銀,譚明維

(成都飛機工業(集團)有限責任公司，成都 610092)

0 引言

飛機部件裝配過程中連接件制孔的垂直度與連接孔疲勞壽命密切相關，垂直度越差，疲勞壽命越低[1]。當實際制孔垂直度相比設計值偏差超過2°時，連接件的疲勞壽命會降低約47%[2-4]。近年來航空制造領域越來越多地采用數字化自動制孔在飛機部件裝配中取代質量不穩定的人工制孔[5]。

數字化自動制孔裝置依靠法向測量及找正裝置保證制孔垂直度，當前應用的法向測量方式主要有接觸式和非接觸式兩種[6-8]。其中接觸式測量具有對不同工件表面適應性好，法向找正效率高等優勢，能在壓腳壓緊至工件表面的情況下直接進行法向找正，避免了壓腳回退和重復壓緊[9]。但接觸式法向調平模塊在進行法向找正過程中，壓腳端面的觸頭會在工件表面發生相對位移，導致觸頭易磨損或劃傷工件表面。因此，目前應用的法向測量方式仍以非接觸式為主[10]。

非接觸式法向測量根據傳感器采集點位數量不同，分為三點式布局、四點式布局和多點式布局等。其中四點式布局法由于算法簡單、測量效率高等特點，得到廣泛應用[9]。但其對曲面工件測量時，求解法向過程假定4個光斑處于在同一平面，存在一定的測量原理誤差[10]。實際應用中，一般通過提高曲面法向找正精度，應用較小的法向找正閾值進行法向找正判定，保證制孔垂直度滿足設計要求。但過度追求法向找正精度，會導致找正效率降低，延長制孔周期。……