行业关注 · API激光跟踪仪在航空制造领域的应用

国际金属加工网 2020年03月25日

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服务航空制造行业

API激光跟踪仪的发明者和制造商,激光跟踪仪的发明之初就是为了配合航空制造行业在满足其超高精度测量需求的同时,优化测量流程、提升测量效率。激光跟踪仪在航空制造领域应用广泛,其中最具代表性的应用主要包括:大型零部和总成的现场三维测量、机身部件的装配、逆向工程等等。

如今,伴随着航空制造行业的发展,对于测量的要求变得更加复杂和严苛,这也使激光跟踪仪技术在不断地前行。体积更小、精度更高、反应更快、表现更稳定,成为了现代航空制造领域对激光跟踪仪的更高要求,而API正秉承这种理念,使Radian系列激光跟踪仪更好地服务于航空制造领域几何量测量的方方面面。

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图为:世界首台激光跟踪仪对飞机部件进行测量

严格的测量要求

现代喷气式飞机机身结构主要由复杂的框架、纵梁和蒙皮板等装配而成,每个结构和部件都需要精密制造和精确装配。随着现代飞机的体积变得越来越大,为了更好地保障机身强度,就需要尽可能地减少接头的数量,故而人们更倾向于设计更大的单件零件进行大飞机的制造,这就增加了对大尺寸零部件的现场测量需求。

一辆典型的客车由大约3万个零部件组成。相比之下,一架波音787梦想客机则由230多万个零部件组成;波音777客机约有300万个零部件;波音747-8型客机则更是需要约600万个零部件。而这些零部件必须极其严格地按照公差要求进行制造和装配,才能保证飞机整体的安全与性能。由此,在飞机制造过程中,尺寸测量成为了保障所有制造活动符合规范的核心。

以下是几项激光跟踪仪在航空制造行业的适用领域。在航空制造行业使用API品牌激光跟踪仪进行零部件测量的优势包括:极致的便携性、操作方便、测量数据的一致性、短程长程测量能力稳定精确、以及允许实时调整的即时测量反馈等。

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图为:Radian激光跟踪仪配合iScan智能测头实施机翼装配作业示意简图

① 机翼的对齐和装配

激光跟踪仪与机翼装配夹具配合使用,保障机翼对齐和装配的精度。机翼是飞机非常重要的部件之一,故而机翼的装配有着非常严苛的精度要求。Radian激光跟踪仪在进行机翼装配作业动态跟踪测量并实时反馈数据的同时,其环境误差补偿系统也在不断地对每个微小的环境差别可能造成的部件热膨胀误差等进行实时补偿,使精度保障细致入微。

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图为:Radian激光跟踪仪配合Arm关节臂大型客机整体测量解决方案示意

② 测量辅助加工

为避免过量加工造成的材料浪费,对于公差要求高的部件,飞机制造商通常采用边测量边加工的方式。例如:加工航空器部件上的一个孔,可以通过使用激光跟踪仪先标记稍微小一点的孔,然后进行适度加工,再测量,再加工,重复这个过程,最终使得待加工的孔恰好达到尺寸要求。如此便为加工大幅降低了废品率,提升了效率、节约了成本。

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图为:Radian激光跟踪仪检测飞机工装

③ 工装夹具的检验

激光跟踪仪适用于飞机工装夹具制造的每一个步骤,是确保飞机工装夹具精度的最佳检测手段。

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图为:Radian激光跟踪仪实施机器人标定

④ 机器人和自动钻铆系统的精度保障

为在航空器零部件制造过程中保证其精度符合要求,用于加工或焊接的机器人系统必须具备极佳的精度表现。API激光跟踪仪可实现对工业机器人的标定,使机器人的工作精度和重复性大幅度提升,从而优化其在加工中的表现。API激光跟踪仪同样适用于机翼及其它机身部件自动钻铆系统的定位。

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图为:Radian激光跟踪仪实施大型机床校准

⑤ 大型机床的校准

如前文所述,为保障机身整体的强度,尽量减少部件接头数量,就需要加工大尺寸的部件。而加工大尺寸部件,则离不开大型机床的使用。激光跟踪仪可以适用于大型机床的校准和精度提升。在某API合作的飞机制造商处,使用了一台x轴超过60米的大型精密机床,而通常用于校准机床的常规型激光干涉仪的量程一般都在45米以内,无法满足该机床的校准需求。API Radian Pro型号激光跟踪仪集成有干涉激光(IFM激光),并且测量半径超过80米,在保证了测量精度的同时,完美解决了超长测量量程的问题。此外,API激光跟踪仪配合ActiveTarget主动靶标,还可对大型机床实施空间误差补偿(VEC),实际测量结果表明:补偿后,机床精度可提升至少4倍。

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图为:Radian激光跟踪仪配合ActiveTarget主动靶标进行动态测量

⑥ 单个零件或组件的尺寸验证

激光跟踪仪以其超高的测量精度加上便捷的使用方式,可轻松适用于飞机零件或组件的最终质量检查、验证,为加工的零部件是否合格适用,提供客观依据。

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图为:API Radian系列激光跟踪仪

关于激光跟踪仪

API公司是激光跟踪仪的发明者和制造商。API激光跟踪仪可提供高精度的动态及静态的3D或6D测量。该设备携带方便,为复杂的生产环境而设计,最大测量范围超过160米,水平角范围可达±320°,俯仰角范围从+79°到-59°。超大的测量范围使其可轻松适用于大型工件的尺寸及形位公差的测量、数控加工中心三坐标测量机以及大型装置的校准。此外,6D激光跟踪仪还可以进行机器人位置与姿态的测量。

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图为:API公司总部

关于API

美国自动精密工程公司(API公司)是Kam Lau博士在自主专利技术的基础上,于1987年创建的,总部位于美国马里兰州的洛克威尔城。API公司自成立以来, 始终致力于机械制造领域精密测量仪器和高性能传感器的研发和生产,产品已广泛应用于美国及世界各国的先进制造领域,并在坐标测量和机床性能测试的高精度标准方面处于领先地位。API公司拥有一支经验丰富、能力卓著的工程师队伍,不断开发出先进的创新性产品,以满足快速发展的工业技术的需要。在美国联邦政府、企业及科学研究的诸多项目中,API公司都是积极参与者和关键技术伙伴。迄今为止所取得的成就使其在国际精密测量领域享有很高的声誉。

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*欲了解更多API公司测量科技,敬请致电API驻中国代表处:010-59796858,您也可访问公司官网:www.apimetrology.com(英文)和www.apisensor.com.cn(中文)。

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(API公司 )

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