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

использование модуля Axyz VIEW/CAD для проведения сравнительного анализа объекта с проектными данными (система AUTOCAD) в режиме реального времени;

 

 

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