Setzkopfüberstandsmessung von Nietverbindungen an Flugzeugrumpfschalen

Die Sicherheit eines Flugzeugs stellt an die Flugzeughersteller hohe Anforderungen bezüglich der Qualität der Fertigungsprozesse und der verwendeten Materialien. Zur Erreichung dieses Sicherheitsstandards werden alle Fertigungsprozesse und Materialien vor ihrer Verwendung qualifiziert und während ihrer Verwendung häufig mehrfach geprüft. Dieser Prüfaufwand erstreckt sich über alle Flugzeugkomponenten. Flugzeugrümpfe bestehen aus einer Aluminiumstruktur, die sich aus einzelnen Rumpfschalen zusammensetzt. Der Fügeprozess der einzelnen Schalen erfolgt durch verschiedene Niettechnologien. Zur vollautomatisierten und integrierten geometrischen Qualitätsprüfung der Nietverbindungen hat das Fraunhofer IFF gemeinsam mit Airbus Deutschland ein Prüfsystem entwickelt.

Der Setzkopfüberstand ist ein wesentliches Qualitätsmerkmal einer Nietverbindung. Ebenso darf diese Verbindung keinerlei Beschädigungen, wie beispielsweise Kerben im Setzkopf oder Kratzer in unmittelbarer Nähe aufweisen.

 

Systemanforderungen

  • 100-Prozent-Prüfung der Nietverbindungen, die auf der Nietanlage gesetzt werden
  • Minimale Verlängerung der Nietzykluszeit
  • Einsatz für verschiedene Nietarten und -durchmesser
  • Anbindung an die bestehende NC-Steuerung der Nietanlage
  • Einfache Bedienung durch den Mitarbeiter
  • Dokumentation der Ergebnisse

 

Messsystem und dessen Eigenschaften

Das Messsystem basiert auf dem codierten Lichtschnittverfahren und besteht aus einem programmierbaren LCD-Gitterlinienprojektor, der künstliche Objektmerkmale auf der Setzkopfoberfläche erzeugt, und einer Kamera, die diese Merkmale digitalisiert. Das Messsystem ermöglicht eine flächenhafte Erfassung des Setzkopfüberstands und zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus:

  • Messzeit: ca. 0,9 s
  • Messvolumen:
    - Messfläche: ca. 15 x 20 mm2
    - Tiefe: 5 mm
  • Messunsicherheit: = 5 µm
  • Merkmale: Setzkopfüberstand, Verkippung, Beschädigungen

 

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