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《航空制造技术》论文模板
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2023年 第66卷 7期
刊出日期：2023-04-01
封面文章
专稿
研究论文
本期目录
本期封面
本期电子刊
论坛——数字化测量技术及应用
 
       本期封面
1 本期封面
2023 Vol. 66 (7): 1-1 [摘要] ( 73 ) HTMLNew PDF (1747 KB)  ( 126 )
       本期电子刊
1 本期电子刊
2023 Vol. 66 (7): 1-120 [摘要] ( 41 ) HTMLNew PDF (17484 KB)  ( 113 )
       本期目录
6 本期目录
2023 Vol. 66 (7): 6-8 [摘要] ( 46 ) HTMLNew PDF (440 KB)  ( 35 )
       专稿
14 测量位置点驱动的飞机蒙皮对缝结构点云分割方法
杨亚鹏，郑炜，李泷杲，梁标，彭云
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.07.014
飞机蒙皮表面存在大量对缝结构，其质量对飞机性能、寿命和可靠性有着重要影响。目前蒙皮对缝结构点云数据处理阶段存在数据量大、数据处理效率低、难度大等问题。为提高对缝参数计算效率，提出了一种测量位置点驱动的飞机蒙皮对缝结构点云分割方法。提取蒙皮理论模型对缝结构边缘曲线特征并离散成测量位置点，由测量位置点引导空间包围盒的构建，驱动对缝点云数据实现局部分割。试验结果表明该方法针对对缝结构点云能取得良好的分割效果。
2023 Vol. 66 (7): 14-20 [摘要] ( 180 ) HTMLNew PDF (8333 KB)  ( 93 )
       封面文章
22 基于视觉传感的投影标示技术研究进展
崔海华，王嘉瑞，赵喜东，刘博锋，国荣辉，成昌志
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.07.022
数字化制造技术在航空制造领域不断深化，但在部分装配环节，工人仍是从事生产活动的主体。航空工业产品结构复杂、零部件繁多、装配工作量大，对从事装配工作的工人提出较高技术要求。投影标示技术是提高人工装配环节数字化程度与生产效率的重要技术途径之一。首先，从投影标示技术的实现原理出发，阐述该技术在辅助装配领域的适用性。其次，重点阐述其依赖的系统标定、视觉传感和投影映射3 个主要技术内容。然后，介绍投影标示技术在飞机制造领域的应用情况并展望未来发展趋势。最后，在梳理国内研究现状的基础上总结面临的技术挑战。
2023 Vol. 66 (7): 22-32 [摘要] ( 135 ) HTMLNew PDF (7014 KB)  ( 237 )
       论坛——数字化测量技术及应用
36 大型压力容器内部焊接点位实时检测方法
宋丽梅，张祺乐，王烁鹏，陈恩泽，杨燕罡，朱新军
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.07.036
为了解决大型压力容器铝合金罐体内部防浪板自动化焊接过程中，机器人系统对焊接点位检测不智能、检测精度不高、检测鲁棒性差的问题，设计了一种结构光视觉引导机器人的多特征融合三维焊接点位实时检测方法。首先对工件进行视觉特征提取，得出多个感兴趣区域（Region of interest，ROI），然后将多个特征融合，得到二维关键点，最后通过快速、无约束的系统标定确定三维预焊接点位。工业现场试验得出，相机坐标系下三维焊接点位提取最大误差为0.196 mm，平均误差0.099 mm，平均检测时间0.09 s，焊接点位检测精准、快速、智能，能够满足工业机器人焊接路径规划及自动焊接任务。
2023 Vol. 66 (7): 36-42,49 [摘要] ( 116 ) HTMLNew PDF (21382 KB)  ( 103 )
43 基于激光干涉的可调圆形尾喷管喉部面积标定方法研究
樊金侠，傅骁，颜荣，李杰，梁春疆，段发阶
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.07.043
航空发动机可调尾喷管喉部面积直接影响其气动性能，传统上使用内径千分尺测量喉部尺寸，存在效率低下、喷口密封片下垂影响测量精度等问题。因此，提出一种基于激光干涉的可调圆形尾喷管喉部面积标定方法，设计激光干涉光路内置的同轴式长度测量结构，采用压力传感器实时反馈实现推力自适应控制，利用喉部尺寸测量数据计算喉部多边形面积，基于最小二乘法建立喉部面积与发动机控制信号之间的关联模型，实现喉部面积快速标定。试验结果证明，研制系统的尺寸测量精度为41 μm，建立面积标定模型的拟合优度为 0.98147，具有操作简捷、快速的特点，满足航空发动机测试需求。
2023 Vol. 66 (7): 43-49 [摘要] ( 88 ) HTMLNew PDF (7086 KB)  ( 59 )
50 基于深度学习的X射线胶片数字化与缺陷检测算法
缪寅宵，孙增玉，杨奕，郭力振
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.07.050
X 射线胶片数字化和焊缝缺陷自动检测对提高航天大型零件生产加工质量和检测效率具有重要意义。在某些特定场景中，X 射线检测无法采用数字式接收器，将X 射线胶片转化为数字图像是缺陷识别的前提，但现有方法难以实现X 射线胶片的高保真数字化，此外，大型零件的焊缝缺陷具有小目标特点，人工判读和传统图像检测算法难以保证识别精度。本文提出了一种基于深度学习的X 射线胶片缺陷检测算法，首先基于全卷积神经网络在X射线胶片上不同曝光时间的图像中自动选择曝光时间最佳的数字图像，然后设计了基于轻量级MoGaA 网络的缺陷检测网络，实现了数字化图像中的小目标缺陷检测。数字化和检测结果表明，该算法对于焊缝缺陷检测的准确率可达96%，取得了良好的检测效果。
2023 Vol. 66 (7): 50-56,72 [摘要] ( 143 ) HTMLNew PDF (7325 KB)  ( 89 )
57 融合视觉与力觉的卫星装配误差在线测量与补偿方法
李鹏程，张奇，张大为，王忠康，叶昶君，刘峰，田威
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.07.057
针对机器人卫星装配阶段舱板与主框架装配精度低、装配干涉力过大的问题，提出了一种融合视觉与力觉的卫星装配误差在线测量与补偿方法。利用视觉检测装置建立卫星舱板与主框架装配误差在线测量系统，并完成了双目标定、机器人手眼标定、其他部件相对位姿的标定，提出了卫星舱板与主框架装配误差补偿控制方法，实现了装配误差实时测量与精确补偿；同时，通过力觉检测装置完成了机器人末端负载辨识与重力补偿，实时测量卫星舱板与主框架装配干涉力，实现了卫星柔性装配。试验结果表明，采用融合视觉与力觉的卫星装配误差在线测量与补偿方法后，卫星舱板与主框架装配误差控制在0.2 mm 以内，装配干涉力小于50 N，满足了卫星装配的精度需求，证明本文所提方法的有效性和稳定性。
2023 Vol. 66 (7): 57-66 [摘要] ( 77 ) HTMLNew PDF (9340 KB)  ( 121 )
67 机器人原位铣削离散点云快速精简方法研究及应用
潘新，赵建国，刘标，台春雷，刘哲，黄宁
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.07.067
为了满足飞机装配机器人原位铣削对数字化高精度快速测量需求，开展了适应三维点云的双边滤波处理和快速精简算法研究，开发了点云快速处理与分析应用软件，实现了空间点云数据的降噪和精简处理，降低滤波对边界特征的损伤，有效保留了复杂构件圆角、筋条、空间曲线边界等关键特征。以典型样件为测试对象，通过与三坐标测量结果对比，验证了本文研究的有效性，软件接口开放性高，实现了与自动化设备的高度集成应用，避免了大量人机交互操作，缩短了数据处理时间，满足了机器人原位铣削的时效性需求。
2023 Vol. 66 (7): 67-72 [摘要] ( 118 ) HTMLNew PDF (2068 KB)  ( 172 )
73 基于双目视觉的战斗机武器系统校靶方法研究
黄喆，李佳雄，沈小玲，徐叶倩，赵世艺
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.07.073
针对战斗机制造、装配过程中测量任务繁重，以及现有战斗机武器系统校靶时普遍存在的设备笨重、效率低下等问题，提出一种基于双目视觉测量原理的战斗机武器校靶方法。设计了一种由红外LED 构成的光电标靶，并通过转接架与战斗机各工位连接。双目相机拍摄所有光电标靶，进而获取LED 点的三维坐标。利用基于最小二乘法的空间坐标转换原理解算出双目相机与各光电标靶的相对姿态关系，并结合坐标系传递原理最终求得各待测工位轴线相对于战斗机基准工位轴线的水平、垂直偏差角度，以完成校靶操作。根据校靶原理搭建3D 仿真环境，分析了在校靶的过程中可能存在的误差源，并利用蒙特卡洛方法对校靶算法进行了仿真分析。仿真结果表明，相机标定误差对水平、垂直偏差角测量精度影响最大，标准差分别为0.0397° 和0.0268°。该校靶方法能适用于战斗机武器校靶，同时可提高装配与测量过程中的工作效率与可靠性。
2023 Vol. 66 (7): 73-79 [摘要] ( 103 ) HTMLNew PDF (10697 KB)  ( 62 )
80 基于光场成像的视差与深度的数值关系研究
马帅，朱绪胜，陈代鑫，周力，蔡怀阳
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.07.080
光场成像能同时记录光线的强度与方向信息，且具有深度估计的能力。然而，目前的方法仅进行视差估计，较少方法将光场视差转换为绝对深度，以实现三维测量。因此，本文通过对微透镜阵列光场相机的三维成像原理进行分析，建立光场视差与绝对深度之间的数值转换关系。首先，通过对光场成像中的视差原理进行理论分析得到视差与等效基线之间的关系。其次，对微透镜阵列光场相机的成像原理进行分析后得到等效基线与相机结构参数之间的关系，并结合视差与高斯成像公式得到视差与绝对深度之间的数值转换关系。最后，通过标定光场相机以及搭建试验平台验证该转换关系的有效性。试验结果表明，该转换关系能准确地将视差转换为绝对深度，并获得了试验标准件的外形尺寸。
2023 Vol. 66 (7): 80-85 [摘要] ( 52 ) HTMLNew PDF (8009 KB)  ( 42 )
86 基于深度学习的水下条纹投影三维测量方法
徐馨雅，吕嫩晴，于浩天，郑东亮，韩静
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.07.086
水下加工制造在航空、船舶等领域发挥着重要作用，制造过程的原位在线三维检测成为水下制造质量保障的迫切需求。条纹投影轮廓术（FPP）作为经典的光学三维测量技术之一，具备无接触、快速以及高精度等优势。然而，在浑浊水体中，由于光的吸收和散射作用，相机捕获的条纹光强衰减、对比度降低、图像细节模糊、引入大量噪声，导致条纹图质量不佳。根据低质量条纹计算出的相位具有不可忽视的相位误差，造成三维测量精度下降。为减小水下吸收与散射的影响，提出了一种基于深度学习的端到端的条纹图像增强算法，运用条纹图像增强卷积神经网络（FPENet）将低对比度高噪声条纹转换为高对比度低噪声条纹后获取更准确的相位结果。FPENet 针对不同浑浊度水体皆可有效提高条纹质量，降低相位误差。尤其在高浑浊度水体中，相位误差可减小50% 左右，显著提升水下FPP 的测量精度，对于提高FPP 在复杂场景中的适用性具有重要意义。
2023 Vol. 66 (7): 86-95 [摘要] ( 147 ) HTMLNew PDF (21109 KB)  ( 68 )
       研究论文
96 整体叶盘电解加工电解液进液角度优化研究
侯镇浩，王京涛，朱栋，王福平，陈文亮
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.07.096
整体叶盘电解加工中，流场对加工稳定性起着重要作用，电解液进液角度对流场均匀性具有重要影响。针对由叶尖至叶根流动模式，设计了5 种电解液进液角度流动模型（12°、22°、32°、42° 以及52°），并开展电解加工流场仿真研究。结果表明，电解液进液角度为32° 时，平均流速为19.01 m/s，流速均方差为6.33，满足整体叶盘电解加工对流场的要求。在电解液进液角度为32° 的流场形式下，开展整体叶盘电解加工试验，加工过程稳定，试件表面无流纹，加工精度为0.12 mm，表面粗糙度为Ra0.353 μm，验证了流场的合理性。
2023 Vol. 66 (7): 96-100,117 [摘要] ( 113 ) HTMLNew PDF (6087 KB)  ( 113 )
101 SiCp /Al 复合材料低损伤表面切削加工研究与进展
潘永智，张泽文，时启航，王振达，付秀丽，金腾
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.07.101
SiCp /Al 复合材料属于典型的难加工材料，其SiC 颗粒增强相的存在使得切削加工时材料已加工表面极易出现基体撕裂、微裂纹、微空穴等缺陷。为了实现SiCp /Al 复合材料的高效低损伤加工，从切屑形成机制、表面完整性和刀具磨损等方面总结SiCp /Al 复合材料切削加工性能及其影响因素，研究表明，该材料增强相颗粒去除方式和去除机理对表面形成过程影响显著；探讨了SiCp /Al 复合材料塑性域加工机理和塑脆转换临界条件获取方面的研究进展，综述了表征SiCp /Al 动态力学性能的宏微观建模方法，分析了多尺度多相耦合切削加工有限元仿真的热点和难点问题；指出了低温微切削、超声辅助微切削、激光辅助微切削等是实现SiCp /Al 复合材料协调变形和塑性域加工工艺条件的发展方向。
2023 Vol. 66 (7): 101-112 [摘要] ( 76 ) HTMLNew PDF (26066 KB)  ( 146 )
113 基于人工神经网络的航空铝合金激光切割工艺研究
刘远洋，杨红艳，张增焕
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2023.07.113
为了推动铝合金激光切割工艺在航空领域的应用，进而对航空铝合金激光切割工艺进行研究。采用正交试验获取了工艺参数与质量特性的数据样本；再利用Python 语言建立一个包含双隐藏层的人工神经网络模型对样本进行学习，通过该模型探究了工艺参数同质量特性之间的影响关联并进行预测分析。结果表明，得到的各质量特性预测的平均误差都能控制在10% 以内。通过该模型优化获得试验件的尺寸偏差、粗糙度和热影响区宽度的实际测量值和预测值误差分别为8.5%、6.4% 和8.2%。
2023 Vol. 66 (7): 113-117 [摘要] ( 86 ) HTMLNew PDF (1855 KB)  ( 169 )
  编辑部公告
22 《航空制造技术》入编中国科协《航空航天领域高质量科技期刊分级目录（2023版）》
22 《航空制造技术》入编《中文核心期刊要目总览》2023版
22 《航空制造技术》入选中国科技核心期刊
22 《航空制造技术》入选WJCI科技期刊世界影响力指数报告（2023）来源期刊
22 《航空制造技术》被中国科学引文数据库(CSCD)核心库收录
22 “编读往来”栏目邀您建言献策
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主管：中国航空工业集团有限公司
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电话：010-85703109/3877-291
在线投稿:http://www.amte.net.cn
国际标准刊号：ISSN1671-833X
国内统一刊号：CN11-4387/V
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