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利用样板实现飞机零件逆向建模 　　引言 　　现阶段老机型吃机零件一直以样板模拟量进行加工生产。然而，模拟量吃机零件实体数模的缺失，阻碍了数字化设计制造技术在我国航空企业的应用和推广，导致吃机制造工装需求量大、生产准备周期长、传递测量结果误差偏大、零部件互换协调性差、质量难以保证、成本高、批量生产能力不足等一系列问题，同时也极大地限制了模拟量吃机自身的改型升级。对于胶砂胎与金属胎类零件:样板数目多，纵横交错，协调相对困难，同时用样板检测零件产品这种检测方式存在着严重的弊端，可归纳为如下3点:D效率低下。工作人员常常花费大量的时间将大型样板与二底图比对，这是一个非常耗时耗力的过程。2J差错性强。山于需要大量的手工操作，难免会出现环节性错误，这在很大程度上影响检测的有效性和准确性，可能会造成严重的质量损失。3)安全性差。对于大型样板需要手工来回搬运检测，在搬运过程中存在安全隐患。 　　随着航空制造业数字化水平的不断提高，未来航空制造业的竞争将越来越激烈，在世界范围内吃机产品质量的要求变得越来越高。采用先进的数字化设计与制造手段取代传统的模线样板方法已迫在眉睫，所以发展模拟量吃机零件的逆向建模技术，是提高模拟量吃机的制造效率和精度的有效手段，也是促进模拟量吃机自身改型升级的客观要求。随着企业对样板加工工艺和使用技术的摸索和深化，在流程升级和硬件技改基础上已全面实现数字化工艺流程管理和数控加工。目前本单位拥有Laser(}C Model 800 System高精度2D激光扫描仪设备、VQC CVisual Qualify Control)照相扫描设备、平板绘图机Kongsberg平板绘图机，充分利用现有设备，以模线样板为协调依据的模拟量吃机上实施数字化技术，并在不报废现有工装的原则下，采用逆向建模方法建立与现有的生产协调关系一致的吃机零件实体数模。 　　目前常用的零件逆向建模方法是通过三维CAD软件对零件扫描数据点云进行处理，然后基于点云进行曲面重构和实体建模，并进行设计误差分析，如图1所不。该方法的缺陷表现为:实施过程需要专业的扫描设备对零件外形扫描并生成点云数据，后期处理点云数据需要高性能的电脑硬件设施，加之零件经过长期使用后产生变形和磨损，容易造成难以避免的逆向建模误差;扫描设备采集的是无序的三维数据，因而无法识别和提取零件结构特征信息集，难以实现参数化建模，进而不利于零件自身的改进设计。 　　1扫描设备分析 　　由于数控加工样板和扫描设备上不同的参数设置对结果会有影响，下面对各影响因素进行分析及提出合理的解决办法: 　　1)温度。山于温度的变化造成样板热胀冷缩产生的扫描误差比较大，特别是冬天屋内暖气加热，温度较高，对扫描检测误差影响比较大。解决办法:通过购买温度计，保证在常温下对样板扫描，这样可以减少山于温度的变化而引起材料热胀冷缩产生的影响。 　　2)设备规范的使用以及正确的操作流程。对于扫描仪扫描分辨率越高扫描的图形越精细，同时也意味着要花更多的时间，但并不是指扫描的精度更高，只是扫描的细节更多。 　　3)整洁干净的台面维护以及正确使用保存对接片。工作台面的整洁直接影响到扫描结果，扫描仪将杂质点油污也扫描，后期需要处理噪音点，直接影响到自动对合的结果。解决办法:通过对技术人员进行培训，认真学习仪器设备的一些理论知识，正确设置扫描仪的参数，定期清洁工作台面，购买台布，同时最好在操作设备的时候戴上白手套，保证台面的干净整洁无油渍。 　　4)平整的样板表面。山于样板表面的不平整，导致样板在局部出现凹凸不平整状态，不能正确地计算样板厚度，直接影响扫描数据的准确性。解决办法:平整的样板表面，通过定制水平支架，保持与工作台面水平，这样可以扩大扫描工作台面的尺寸，可以对大尺寸样板扫描。同时制造压块，在局部拱高处压上压块，保证样板下面与工作台面完全贴合。 　　5)准确的零件厚度。样板厚度直接影响扫描检测的误差，需要在扫描设备中输入正确的样板厚度。解决办法:通过在校平台上对大型样板校平，确保样板在自山状态下能够完全贴合校平台面，正确测量样板的厚度尺寸。 　　6)光滑无毛刺的样板轮廓边缘。清理扫描样板，去除样板外轮廓和孔的毛刺和杂物，保证要扫描样板的外形准确;这样扫描的边缘外形线不会出现锯齿状线条。解决办法:对每块需要扫描的样板进行去除毛刺，保证样板的外形边缘线光滑，无锯齿状波浪线。 　　2样板扫描处理 　　理论图板是协调、样板制造的依据，也是吃机制造模拟量传递的起始。目前没有精确获取理论图板上图形的快捷手段，可以借助于扫描样板，以获取理论图板上的图形。以泡沫填充件产品零件为例进行说明，该零件传统加工方法是依据10块切面样板进行手工修