CREAFORM三维扫描仪在飞机行业的应用

蒙皮零件是飞机的外表零件，一般尺寸比较大，形状比较复杂，多数呈双曲率，机身头部、尾部以及整流罩的蒙皮，形状则更为复杂。随着航空技术的发展，提出了飞机蒙皮无余量装配方案，对蒙皮零件外形度提出更高的要求，因此蒙皮零件的数字化加工是未来发展的必然趋势，而蒙皮零件的三维数模是实现其数字化加工的必要条件。

对于某机型，由于当时技术条件限制，并未采用三维模型设计，而蒙皮零件为复杂自由曲面，既无法根据二维图纸作出相应的自由曲面，也难以使用卡尺等量具测绘零件实物，这种设计方式决定了该项目蒙皮零件至今仍采用模拟量传递体系。蒙皮通过拉伸或滚弯成形后，其外形切割是按拉型模上外形刻线，依靠手工加工完成，如图1所示。拉型模上的外形刻线是依据模线刻制，误差比较大，为避免在装配时产生不协调，蒙皮交付时，往往留有余量。这种采用模拟量传递的传统加工方法存在加工效率低、劳动强度大、零件制造精度难以提高等诸多问题。结合公司逐年递增的生产需求及蒙皮无余量装配方案的提出，改变模拟量传递的加工方式、提高零件加工精度和生产速率已变得迫在眉睫。

飞机蒙皮手工切割

按照现代航空制造技术的三个发展方向：数字化、信息化、智能化。现有蒙皮零件加工方法显然已无法满足现代航空制造的需求，如何为飞机蒙皮零件数字化制造提供数字量依据（即零件三维模型）具有很大的研究和应用空间，通过本课题研究将有如下意义：

⑴改变传统模拟量传递的制造方式，将数字化制造技术运用到蒙皮零件加工。

⑵将蒙皮手工留余量切割改变为数控铣切，提高蒙皮零件外形精度和零件加工效率。

因此，针对仅有设计蓝图的某机型的蒙皮零件研究数字化测量和建模技术，是将其转为数字化制造依据的一种有效方法，其对于提高零件外形精度，满足无余量装配，缩短零件加工周期，提升产业效益有着十分重要的意义，为实现钣金厂蒙皮零件全数字化加工奠定基础。

数字化测量

对蒙皮零件拉型模进行测量不仅要求能够快速获得型面、刻线、孔位数据，而且需要解决浅刻线、孔边缘磨损等多个难题。单一的测量方法无法解决所有问题，本文采用CREAFORM三维激光仪扫描测量拉型模型面（非接触式测量）和便携式三坐标（HandyPROBE）测量刻线和孔位（接触式测量）两种方法。

激光扫描测量通过标记点进行型面数据的拼接，在拉型模型面布置标记点，从各个角度对型面进行扫描，快速获取大量的表面点云数据。HandyPROBE对拉型模表面刻线并深入孔内壁完整进行人工打点测量。

通过激光扫描与接触式打点完整测量了蒙皮零件的拉型模。其中型面测量数据为表面点云，零件轮廓的测量数据为离散刻线点。

HandySCAN 3D BLACK激光扫描仪的三大特点

1、性、可靠性、分辨率

     不论测量安装质量以及用户经验如何，HandySCAN 3D 始终可实现精 确测量，同时提供高分辨率和可追踪结果。以动态参考为特点，扫描仪和部件都可在测量期间移动，且可以确保扫描、高质量。

     •精度：0.025 mm

     • 体积精度：0.020 + 0.040 mm/m (0.0008 in + 0.0005 in/ft)

     •验收测试依据：VDI/VDE 2634 第3部分     ISO 17025 认证实验室

     •细节高分辨率

2、便携性

     本手持式 3D 扫描仪是一款独立操作的设备，无需使用三脚架或外部跟踪设备即可操作 可装入小型手提箱、随处携带、在任何环境条件下 使用，性能不会受到影响。

     •轻量：0.94 kg (2.1 lb)

     •自定位和动态参考

     •可装入手提箱

     •将其带到任何所需的地方

3、更快的 3D 扫描流程

     HandySCAN 3D 扫描仪以多条激光十字线和自动网格生成为特点，可实现从安装、扫描到存档的快速工作流。

     •直接可用的文件

     •高测量速率：高达 1,300,000 次测量/秒

     • 11条激光十字线，扫描区域广

     •快速安装：安装运行可在2分钟内完成