污染环境中织状复材蒙皮孔的视觉检测技术研究

碳纤维增强复合蒙皮一般通过连接孔与飞机骨架零件进行连接,连接孔的孔位对于保证连接强度至关重要。为了实现污染环境中织状复材蒙皮孔的高效在机检测,文章设计了一套机器视觉装置,提出了连接孔与激光光斑的图像算法,通过孔区域快速定位和临近边缘搜索实现了孔周边缘的精确提取,结合激光光束标定和光斑坐标值计算连接孔的孔位。在蒙皮试验件上开展了在机测孔实验,将文章的图像算法与常规图像算法进行对比。结果表明,文章的算法具有更好的适应性;孔位测量误差小于0.05 mm,检测效率达到每分钟12孔。

CFRP/7050复合材料叠层制孔参数研究

数字化制孔凭借高精、高效、高一致性优势在飞机蒙皮叠层制孔中应用日益广泛,其参数的合理性直接影响制孔质量与精度,进而影响飞机的质量与寿命。为获得高精、高效的复合叠层制孔参数,以碳纤维增强型复合材料(CFRP)/铝合金(7050)叠层为研究对象,开展叠层制孔参数研究。设计两次正交试验研究制孔参数对孔径的影响,以主效应图为工具,分析第一次正交试验结果,初步明确各参数对孔径的影响趋势;进而优化正交试验参数取值区间,设计并实施第二组正交试验,结合两组正交试验结果,获得最佳制孔参数。针对该参数的工程实用性,从参数制孔能力、刀具加工寿命两方面进行实验验证。同时,为减少参数研究工作量,将经过验证的制孔参数在工况相同、孔径相近的制孔场景下进行拓展应用研究。在满足制孔精度的前提下,通过制孔能力和刀具制孔寿命实验,验证了拓展应用的可行性,并得到该参数适用的孔径范围,有效减少了制孔参数研究的工作量,提高了制孔参数研究效率。

基于聚类的群孔特征在机测量摆角规划方法

针对群孔特征接触式在机测量过程中测量摆角多、标定效率低的问题,提出一种基于聚类的群孔特征测量摆角规划方法。以避免测针与孔口干涉为约束,计算测针轴线与孔轴线的夹角阈值,然后以此阈值为边界条件进行迭代聚类,进而获得覆盖全部孔特征的测量摆角集合。实验结果表明:使用所提方法可实现对群孔特征测量摆角的快速规划,测量摆角数量较传统方法下降约28%,综合测量时间下降约19%,有效提升了群孔特征在机测量效率。

镜像铣削加工奇异区域刀具路径优化

在大型薄壁件镜像铣削加工中,由奇异点引起的旋转轴运动不连续会影响加工质量,降低加工效率。针对此问题,分析了镜像铣削加工奇异点存在的原因,提出了一种奇异区域内的刀具路径优化方法。首先,针对镜像铣削系统的铣削头和支撑头分别建立了其旋转轴运动学变换模型,推导旋转轴微分运动关系,据此分析奇异点存在的原因及其对加工质量和效率的影响,定义了机床行程内的奇异区域范围。分析结果表明在镜像铣削系统行程范围内,仅铣削头存在奇异区域,而支撑头不存在奇异区域。然后,在镜像铣削加工刀路约束条件下,基于刀路光顺性指标建立了刀路优化模型。通过在加工曲面参数域内对跨越铣削头奇异区域的刀路进行调整,使得优化后的刀路更加光顺,以提高加工精度和表面质量,减少奇异区域附近的加工时间。最后,通过镜像铣削加工实验验证所提方法的有效性。