Оптико-электронные системы позиционирования сборочных конструкций в авиастроении

• Автор: Ильина, Ольга Владимировна
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 126 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ПРИБОРЫ ДЛЯ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ В АВИАЦИОННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

1Л. Метрологическое обеспечение измерений в авиационной промышленности

1.2. Основные средства диагностического и лазерного контроля

1.3. Основные схемы построения измерительных систем и их метрологические характеристики

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

Глава 2 ПРОХОЖДЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ ЧЕРЕЗ ПЕНТАПРИЗМУ

2.1. Особенности прохождения оптических лучей через пентапризму при их ортогональном падении
2.2. Прохождение лазерного излучения через пентапризму при произвольном угле падения
2.3. Местоположение базовой точки пентапризмы
2.4. Экспериментальное исследование прохождения лазерного луча через пентапризму
2.5. Методика проведения экспериментальных исследований
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
Глава 3. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА СУЩЕСТВУЮЩИХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
3.1. Основные свойства измерительных систем с внешним расположением координатной линейки
3.3. Погрешности измерений при установке опорных технологических плит
3.4. Особенности модернизации устройства поворота лазерного луча
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
Глава 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ВНЕДРЕНИЯ

4.1 .Лазерный позиционер «ЛУЧ-1 п»
4.2. Устройство поворота луча с пентапризмой
4.3. Переносная лазерная измерительная система 1
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Развитие самолетостроения выдвигает все более возрастающие требования к качеству изготовления их узлов и агрегатов, и, следовательно, к методам и средствам контроля их сборки.
Совершенствование технологической подготовки производства сборки современных самолетов требует совершенствования измерительных систем для пространственного позиционирования оснастки и отдельных сборочных конструкций самолета. Для этих целей применяется широкий арсенал измерительных систем как контактного, так бесконтактного типов. Контактные методы позволяют получить высокую точность. Время, необходимое для проведения измерений при контактных методах меньше, чем при бесконтактных, так как приборы проще устанавливать в нужное для измерений положение. При использовании контактных методов измерения приборы устанавливаются на измеряемом изделии. Большие габариты контролируемых объектов и высокие точностные требования к монтажу изделий привели к широкому развитию бесконтактных методов контроля. Основными приборами при изготовлении стапельной оснастки самолетов среднего и тяжелого класса стали бесконтактные оптические средства.
При применении бесконтактных методов измерения измерительные приборы устанавливаются на стенде или на специальных подставках, которые не соприкасаются с измеряемым изделием. Наиболее перспективными являются оптические и лазерные методы измерения и контроля. Они обладают рядом преимуществ. Эти методы позволяют выполнять контроль на

значительных расстояниях с высокой точностью и малой инерцией. С помощью оптических и лазерных методов можно измерять линейные и угловые величины, управлять установкой агрегатов и узлов в процессе сборки самолетов и получать наиболее объективные результаты контроля.
Работа с оптическими приборами требует определенных знаний и навыков. Использование оптических методов измерения и контроля в производстве дает возможность более точно выполнять технологические требования в процессе сборочных работ и тем самым обеспечивает надежную работу агрегатов в процессе эксплуатации. С помощью разработанных в настоящее время оптических приборов можно измерять размеры, контролировать формы и взаимное расположение осей и поверхностей с большой точностью.
Создание оптических квантовых генераторов (лазеров) оказало стимулирующее влияние на разработку новых, наиболее точных и производительных методов и средств контроля геометрических параметров изделий машиностроения.
Лазерные методы контроля по сравнению с обычными оптическими имеют существенные преимущества, главными из которых являются: высокая точность, дальность, производительность и объективность. В качестве лазерных систем точного позиционирования наиболее часто используются лазерные интерферометры, поляризационные устройства, устройства с ячейками Керра, устройства, основанные на фазовом преобразовании сигнала, и приборы, использующие сканирование лазерного луча. Указанные устройства сложны в практической реализации [77].
Выбор схемы измерения необходимо начинать с проработки различных возможных вариантов этих схем с учетом технологических требований. При этом необходимо учесть выбор базы для установки оптического и лазерного прибора, возможность установки целевых знаков, отвесов и т. п., обеспечить наименьшие погрешности при измерениях, удобство в работе с оптическим и лазерным прибором при измерениях, минимальные затраты времени на контроль технологических операций. Однако, как следует из анализа

измерений. В связи с этим приходится приспосабливать выпускаемые лазерные приборы для измерительных целей.
В частности, в опытном производстве вертолетов для контроля сборки и установки агрегатов трансмиссии был применен один из гелий-неоновых лазерных приборов [49].
1.3. Основные схемы построения измерительных систем и их метрологические характеристики
Проблема центрирования, т. е. размещения на одной оси нескольких точек, узлов машин и объектов имеет богатую историю развития. На разных этапах, в зависимости от научного и технического уровня, делались многочисленные попытки ее эффективного решения.
Произведем сравнение различных методов центрирования по их главному параметру □ точности.
Как показали исследования, лазерные методы центрирования на порядок точнее визирных оптических. Так, центрирование с помощью зонных пластинок Френеля, эффекта поляризации и дифракционного створного метода обеспечивают точность порядка '6рад на расстояниях нескольких сот метров.
Центрирование методом одномодового контраста по интенсивности (световой поток в луче распределяется по закону Гаусса) дает возможность совместить реперную ось луча с осью ПЧЦЗ с точностью не ниже чем 5-10лрад на расстоянии ЮСЫ. Этот метод широко используется при создании современных лазерных центрирующих измерительных систем в самолетостроении.