CN106017352B - 一种蜂窝芯面形的测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蜂窝芯面形的测量方法，其特征在于：包括如下步骤：在蜂窝芯待测面覆上反射薄膜，采用真空吸附的方式使所述反射薄膜紧贴蜂窝芯待测面，且使蜂窝孔格处的反射薄膜向下凹陷；对蜂窝芯待测面上的反射薄膜进行扫描测量，获得蜂窝芯在不同空间位置的蜂窝壁高度。本发明具有测量精度高、使用成本低、测量效率高、适用性好、获取信息丰富和可以实现在位测量的优点。

Description

一种蜂窝芯面形的测量方法
技术领域
本发明涉及一种工件面形的测量方法，具体涉及一种蜂窝芯面形的测量方法。
背景技术
目前，蜂窝芯在航空航天领域中的应用非常广泛，主要用于制备蜂窝夹层结构。其制作过程包括：首先将蜂窝芯构件上下表面加工至所设计的复杂曲面形状，再将其与预先成型的具有相反曲面形状的一层薄板(通常为碳纤维复合材料板)粘接在一起。蜂窝芯曲面加工精度的好坏，决定了其与上下薄板的粘接可靠性、进而影响整个夹层结构的性能。因此在加工后粘接前，必须对蜂窝芯复杂曲面的加工精度进行检测，检测合格的构件才能粘接薄板构成蜂窝芯复合材料夹层结构构件。因此需要一种合理的测量方法，用于检测蜂窝芯加工后的复杂曲面形状精度。
蜂窝芯加工表面具有非连续特征。蜂窝芯是一种多孔薄壁结构，蜂窝壁厚0.05mm-0.1mm，壁形状多为正六边形，壁边长2-5mm，蜂窝壁截面占其总表面积的比例小于10％，这种非连续特征导致蜂窝芯构件复杂曲面形状精度的测量困难。
一些航空航天制造企业采用靠模的办法检测蜂窝芯复杂曲面的形状精度，即加工与所设计蜂窝零件曲面形状相反的金属靠模，二者靠紧后检视其贴合程度，从而判断蜂窝芯曲面的加工精度。这种测量方法最大的弊端在于，必须针对每一种形状蜂窝芯零件的检测加工专用的靠模。而航空航天制造中蜂窝芯零件的种类繁多，使得靠模的数量巨大，制造成本非常高。同时这种方法检测蜂窝芯复杂曲面的精度也有限。
在专利申请号为201310485345.6，名称为“一种组合框架结构蜂窝芯平面度的测量方法”的专利中，其利用高精度的刀口尺和成套的三等或以上精度等级的量块，结合高度差的计算方法，进行蜂窝芯的平面度测量。该专利提供了整体上测量蜂窝芯平面度的方法，但不能获得蜂窝芯材料的具体面形。
发明内容
本发明针对以上问题的提出，而研究设计一种蜂窝芯面形的测量方法。本发明采用的技术手段如下：
一种蜂窝芯面形的测量方法，包括如下步骤：
①在蜂窝芯待测面上附上反射薄膜，采用真空吸附的方式使所述反射薄膜紧贴蜂窝芯待测面，且使蜂窝孔格处的反射薄膜向下凹陷；
②对蜂窝芯待测面上的反射薄膜进行扫描测量，获得蜂窝芯在不同空间位置的蜂窝壁高度。
进一步地，步骤①中，使用透气双面胶将蜂窝芯固定在软木上，用真空吸附装置透过软木和透气双面胶进行吸附。
进一步地，所述透气双面胶为设有透气孔的双面胶。
进一步地，步骤②中，使用激光测量传感器进行扫描测量。
进一步地，所述反射薄膜为PE膜、PVC膜或PVDC膜。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.测量精度高。本发明可以选用高精度的激光测量传感器，与目前靠模方式检测蜂窝面形精度的方法相比，精度高。
2.使用成本低。目前一些航空航天公司采用的靠模方法，需要对每一种形状蜂窝芯零件的检测加工制作专用的靠模，而航空航天制造中蜂窝芯零件的种类繁多，使得靠模的数量巨大，制造成本高。本发明可以满足对不同种类蜂窝芯的测量，降低了使用成本。
3.测量效率高。本发明操作方便，对蜂窝芯进行铺膜吸膜操作后，进行激光测量传感器扫描，经过数据处理系统，即可获得蜂窝芯的面形，测量效率高。
4.适用性好。本发明对蜂窝芯的测量不受蜂窝芯面形的限制，能够适应对蜂窝芯的平面、斜面、曲面等的测量。
5.获取信息丰富。本发明不仅能够获得蜂窝芯的三维高度面形信息，还能获得蜂窝芯的孔格信息，能够分析蜂窝芯的孔格变形。
6.可以实现在位测量。本发明方法可以应用在蜂窝芯加工设备中，实现蜂窝芯加工后直接对其面形的测量。
附图说明
图1是本发明实施例所述蜂窝芯面形的测量状态示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种蜂窝芯面形的测量方法，包括如下步骤：
①在蜂窝芯3待测面上附上反射薄膜2，采用真空吸附的方式使所述反射薄膜2紧贴蜂窝芯3待测面，且使蜂窝孔格处的反射薄膜2向下凹陷，因此所测得的数据会在蜂窝壁处出现峰值，该测量值减去反射薄膜2的厚度就是该处蜂窝壁高度。
②对蜂窝芯3待测面上的反射薄膜2进行扫描测量，获得蜂窝芯3在不同空间位置的蜂窝壁高度。
步骤①中，使用透气双面胶4将蜂窝芯3固定在软木7上，利用软木7的透气性用真空吸附装置6透过软木7和透气双面胶4进行吸附，所述透气双面胶4为设有透气孔的双面胶，保证在加工时可依靠双面胶来对蜂窝芯3固定，在测量时其透气性不影响真空吸附装置6对薄膜2的吸附作用，以实现在位测量。测量时，蜂窝芯3通过透气双面胶4粘接在软木7上，再将软木7固定在真空吸附装置6上，将所选用的薄膜2平铺在蜂窝芯3表面，利用真空吸附的作用使薄膜2紧贴蜂窝芯3表面。
步骤②中，使用激光测量传感器1进行扫描测量，借助测量装置的三轴运动机构控制激光测量传感器1，按照规定路径对蜂窝材料进行扫描，根据激光测量传感器1的运动轨迹，结合传感器测量的结果，经过后期数据处理，可以获得蜂窝材料在不同空间位置的蜂窝壁高度，因此可以实现对蜂窝芯的平面、斜面以及曲面的面形测量，为了得到测量最佳效果，应该使入射激光沿着蜂窝芯3的蜂窝壁高度方向。
所述的薄膜2，应对激光有良高的反射率，刚度满足在真空吸附作用下，在蜂窝孔格处能向下凹陷，并且在使用过程中不易破损，所述反射薄膜2为PE膜、PVC膜或PVDC膜。
所述真空吸附装置6和所述软木7位于机床工作台5内，所述真空吸附装置6通过气管8与真空发生装置9连通。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种蜂窝芯面形的测量方法，可以实现对蜂窝芯的平面、斜面以及曲面的面形测量，其特征在于：包括如下步骤：
①在蜂窝芯待测面覆上反射薄膜，采用真空吸附的方式使所述反射薄膜紧贴蜂窝芯待测面，且使蜂窝孔格处的反射薄膜向下凹陷；
②对蜂窝芯待测面上的反射薄膜进行扫描测量，获得蜂窝芯在不同空间位置的蜂窝壁高度；
步骤①中，使用透气双面胶将蜂窝芯固定在软木上，用真空吸附装置透过软木和透气双面胶进行吸附；
所述蜂窝芯覆盖部分所述软木上表面；
所述真空吸附装置和所述软木位于机床工作台内；
所述软木为分隔结构。
2.根据权利要求1所述的一种蜂窝芯面形的测量方法，其特征在于：所述透气双面胶为设有透气孔的双面胶。
3.根据权利要求1所述的一种蜂窝芯面形的测量方法，其特征在于：步骤②中，使用激光测量传感器进行扫描测量。
4.根据权利要求1所述的一种蜂窝芯面形的测量方法，其特征在于：所述反射薄膜为PE膜、PVC膜或PVDC膜。
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