ЛЕКЦИЯ 23. Современные контрольно-измерительные системы, применяемые в сборочном производстве ЛА
Промышленные измерительные системы представляют собой комплекс средств, применяемых на всех стадиях создания самолетов, начиная от проектирования испытаний, изготовления продувочных моделей, разработки чертежей в научно-исследовательских отделах; для получения данных, относящихся к проектированию конструкции в конструкторских отделах; для
контроля штампов, а также для изготовления частей планера, продувочных моделей и для подготовки данных для станков с ЧПУ; для выполнения работ по периодической проверке сборочных приспособлений, стендов, стапелей, станочного оборудования в цехах основного производства; монтажа СП, в стыковочных и других стендах сборочного производства. Ведущим мировым производителем данных систем является фирма «Leica».
1. Характеристика промышленных измерительных систем фирмы «Leica», применяемых в авиастроении
Наибольшее распространение получили теодолитные измерительные системы AxyMTM-STM, интерферометрические Axyz LTD, фотограмметрические V-STARS. Укрупненные характеристики систем приведены в таблице 23.1.
Таблица 23.1.
Промышленные измерительные системы
| Cистема | AxyzSTM | AxyzMTM | AxyzLTD | V-Stars |
| Сенсор | Тахеометр | Теодолиты | Лазерный трекер | Камеры |
| Время развертыва- ния | 10 минут | 30-40 минут – установка и ориенти- рование | 25 минут – инициализа- ция без учас- тия оператора | 30 минут основной инициализа- ции (разметка) |
| Размер объекта | до 100 м | до 50 м | до 35 м | до 5-7 м |
| Скорость замера | 1 точка - 20 секунд | 1 точка – 10 секунд | до 1000 точек в секунду | 1 точка в 2 секунды |
| Точность | 0.5мм по ходу луча от 0.02мм в поперечном направлении | от 0.02 мм до 1/200000 размера | от 0.02мм до 1/100000 размера | от 0.02мм до 1/50000 Размера |
| Отметка точек | Катафоты или призмы | Лазерное пятно, любые точки | Специальная марка | Специальная разметка |
| Бесконтактность | НЕТ (необходима разметка) | ДА | НЕТ (касание специальной маркой) | ДА (разметка или специальная марка) |
| Сканирование | Точка за точкой на призму | Точка за точкой по лазерному пятну | Движущийся пробник по поверхности | Точка за точкой на пробник |
| Слежение за целью | ДА (TDA серия) | ДА (TDA серия при измерении на призмы) | ДА (Стандартный режим) | НЕТ |
На рис. 23.1 показаны современные приборы, входящие промышленные измерительные системы фирмы Leica Geosystems, получившие наибольшее распространение в авиастроении.
Рис. 23.1. Приборы промышленных измерительных систем
Под системой Axyz понимается оттестированное и организованное программное обеспечение и поддержка (в том числе и аппаратная) разнообразных приборов, а также методика выполнения работ.
Общая часть системы включает в себя:
1) Функции управления системой и работы с данными:
· импорт/экспорт данных различных форматов;
· создание отчета о работе;
· доступ в базу данных выполненных работ;
· редактор базы данных;
· задание параметров различного используемого инструментария;
· определение измеряемых объектов (их может быть несколько в одной работе);
· задание допустимых погрешностей (этот пункт исключительно важен для получения гарантированно правильного измерения);
· защита от перезаписи и удаления данных;
· доступ к модулям для различных приборов;
· отступ к внешнему монитору окружающей среды;
2) Функции для работы с координатными системами:
· выбор различных координатных систем - декартовых, сферических, цилиндрических различной ориентации;
· выбор различных координатных систем (связанных с различными объектами);
· изменение координатной системы путем поворота, переноса или изменения масштаба;
· привязка к другим осям, задаваемым точками;
· привязка к координатной системе объекта по набору отдельных координат отдельных точек;
· привязка к координатной системе объекта по геометрии объекта (плоскость, цилиндр, конус, параболоид и т.д.);
3) Оценку параметров объекта (рис. 23.2 – 23.4):
· проведение по набору точек различных элементов - наилучших прямой, плоскости, окружности, сферы, цилиндра, параболоида, конуса;
· сравнение наборов точек и проверка отклонений их координат от номинала;
· взаимное расположение различных элементов;
· пересечение двух элементов;
· контроль за перпендикулярностью и параллельностью элементов;
· симметричное разбиение;
· определение скрытой точки;
· определение расстояний, угла и дуги;
·
| Плоскость 1 |
| Плоскость 2 |
| Плоскость бисектора |
Рис. 23.2. Пересечение плоскостей 1,2 и построение плоскости бисектора
Рис. 23.3. Построение цилиндра по замеренным точкам (P1-P5)
Рис. 23.4. Сравнение поверхности с замеренными точками
4) Управление измерением:
· измерение углов и расстояний (в том числе и управление с ПК);
· показ измеренных координат в различных системах координат с указанием погрешности измерения;
· режим выноса (разметки объекта) и проверки (сравнение с заложенными данными) - особенно эффективен при использовании моторизованных приборов;
· режим непрерывного обновления (без записи) координат точек;
· замер скрытых точек;
· возможность создания программы управления последовательностью операции при измерении.
Наибольшее распространение в авиастроении получили следующие измерительные системы – AxyzLTD и Axyz MTM/STM.
2. Теодолитная (тахеометрическая) измерительная система AxyzMTM/STM
Система состоит из теодолитов (тахеометров) (рис. 23.5), измерительного жезла (длиной ~1м), интерфейсного блока (от 1 до 8 приборов), портативного компьютера (RAM 64, Pentium 266, HDD 1Gb, мультипорт RS232 по количеству теодолитов (тахеометров), штативов, лазерных насадок DL2 на теодолиты (тахеометры), соединительных проводов. Количество одновременно подсоединяемых приборов составляет от 1 (для системы STM) и от 2 до 8 (для системы MTM). Количество одновременно программно обрабатываемых стоянок приборов составляет от 1 до 99. Максимальная достижимая точность для системы МTM составляет 0,02мм. Скорость снятия координат контролируемых составляет 1-4 точки в минуту. Количество операторов, обслуживающих систему, равно числу работающих в ней приборов.
Рис. 23.5. Теодолитная измерительная система
На рис. 23.6 показаны некоторые из стандартных марок для AxyzMTM.
Упрощенная схема проведения сборочных работ с использованием измерительной системы Axyz MTM такова:
1) взаимная ориентация приборов;
2) определение координат базовых точек объекта;
3) переход в систему координат объекта (по точкам или конструктивным элементам объекта);
4) определение положения объекта в пространстве или взаимное расположения его частей;
5) смещение его точек в необходимые проектные положения в системе координат объекта (моторизованные теодолиты автоматически разворачиваются в нужную точку пространства и материализуют ее лазерным лучом);
6) повторное измерение контролируемых точек;
7) выдача протокола измерений.
Рис. 23.6. Марки для AxyzMTM