機翼蒙皮無損檢測生產線中掃描路徑優化方法*

田 威，李國良，鄭 煒，張 晉，王長瑞，白 權，王 望，李鵬程

（1.南京航空航天大學，南京 210016；2.中航西安飛機工業集團股份有限公司，西安 710089）

航空制造技術涉及多個領域，飛機部件的安全性和可靠性一直被廣泛關注和研究[1]。在飛機零部件生產制造過程中，復合材料內部會產生缺陷，為保證飛行安全，需要對復合材料機翼蒙皮進行無損檢測[2–3]。隨著復合材料制造技術的不斷發展，對無損檢測的完整性和可追溯性的要求不斷提高。無損檢測通常由技術人員進行手動操作，在工件輪廓表面上適當移動探頭進行檢測，這個方法會導致大型蒙皮的檢查過程非常緩慢，且容易檢測冗余。傳統的人工檢測方式已不能滿足現代化精細、高效的檢測要求，亟須開發可靠的自動化檢測生產線。機器人具有柔性化，智能化的特點，廣泛應用于航空航天領域，其為復合材料無損檢測生產線提供了全新的思路，能夠有效提升無損檢測環節的效率。

機翼蒙皮具有外形復雜、尺寸大、易回彈等特點，無損檢測對位姿精度要求高，現階段大型機翼蒙皮的無損檢測存在著很多挑戰，蒙皮檢測的路徑一直是工業界的難題。為滿足無損檢測的精度要求，首先采用線掃描儀對蒙皮進行初始表面掃描，對蒙皮進行曲面重建。隨后對掃描路徑進行規劃，掃描路徑決定了掃描的質量、效率以及安全性。超聲探頭相對于掃描點的高度以及傾斜角度會影響掃描質量與安全性；掃描路徑的總長度以及位姿調整時間決定了掃描的效率。……