数字化测量技术在飞机装配中的应用

李鹏 1 李向龙 2 袁志强 3

摘要：本文从测量功能强、准确度高、应用范围广三方面阐述了飞机装配过程数字化测量技术的应用，并通过激光追踪、激光扫描、数字化照相、GPS测量等技术阐述了数字测量技术在飞机装配环节的应用。 　　关键词：飞机装配；数字化；测量技术；应用 　　引言： 　　数字化的测量技术在应用过程中准确度和测量效率较高，因此，在飞机的装配过程中得到了重要应用，提高了飞机装配环节的准确率，同时还提高了飞机的生产效率。

一、飞机装配的概况   原有飞机装配工作通常使用以模拟量传递为基础的协调互换体系，检验与测量通过标准样件与样板等工具进行。原有检验与测量方法在过去起到了重要作用，伴随现代飞机飞速发展，对飞机装配的长寿命、高可靠性有了进一步需求，并且装配质量与精度要求也更高，这使得原有检测方法已经不能有效符合现阶段测量飞机装配的需要。而数字化技术出现后，飞机装配工作得到了较大飞跃。目前，数字化的测量系统与技术逐渐变成飞机装配技术不可或缺的一部分，有利于飞机装配实现数字化信息传递。

二、数字化测量技术的优势 　　在飞机装配中，数字化测量技术，有利于提升自动化程度，且新测量技术及技术手段的应用，将有效保证测量结果的精确度。探析传统的测量技术，多采用人工测量的方式，在此过程中不仅浪费了大量的人力物力，还会因测量数据的不断增多，使数据保存工作面临较大压力。针对以上问题，数字化测量技术，依托先进的测量装备，可模型化定义飞机装配标准，并在计算机辅助下，进行相关配件的精准测量。探析数字化测量技术的应用优势，其一为具备大型测量工作能力，其二为该技术及其系统的应用范围广泛，其三为可以完成复杂的形位测量任务。在飞机装配中，数字化测量技术的应用，将诸多测量数据存储于数据库中，有利于相关数据的调用及处理。同时，数字化测量技术，作为一种新兴技术，适应了时代的发展，该技术及其系统将拥有较长时间的使用周期。因此，在飞机测量层面，数字化测量技术的应用，将有效避免资源浪费情况，进而节约飞机装配成本。此外，所谓新测量技术，即为计算机技术，该技术在应用过程中，只需发布相关指令，就可进行配件测量工作。在此过程中，相应测量工作，一般会运用程序步骤进行，较少使用人工测量方式。经过程序测量，不仅相关数据的准确性得以保障，还能详尽分析测量数据的结果。

三、飞机装配过程数字化测量技术的应用 　　3.1激光追踪系统的应用 　　激光追踪系统是根据飞机装配环节的空间坐标，使用激光追踪器对特定的物体进行追踪测量。在飞机的装配环节，主要应用此技术对飞机的外形、零件等部位进行追踪测量。当前，大部分飞机装配厂都使用了激光追踪系统，对飞机个零件展开空间定位，然后利用激光测量仪展开测量工作。此技术的应用可实现全程监测飞机装配工作，并完成各个大型部件的对接装配。 　　3.2激光扫描技术的应用 　　激光扫描通常指的是三维激光测量系统，可对零件展开部分或整体的扫描，进而测量出零件的参数值，与此同时，还能将扫描结果传输到计算机系统内，飞机的装备部门按照计算机的反馈数据获知飞机装配进度。此外，当装配方案缺乏合理性时，还可将测量仪的反馈数据进行调整。使用三维激光测量系统能够对非接触类型坐标展开测量，这样即使装配人员没有在装配现场，也能通过测量结果获取准确的信息和数据。飞机的装配环节相对复杂，如果使用传统的测量方式，装配时间过长，需要大量的工作人员共同努力才能获得各项装配数据。因此，不能更好地适应飞机装配行业发展的需求，充分利用三维激光测量技术，不但提高了在飞机装配环节测量结果的准确性，而且节约了大量人力资源的应用，提高了飞机制造效率的同时降低了装配环节的时间成本。 　　3.3数字化照相测量技术的应用 　　数字化照相测量技术的工作原理是通过相位测量、视觉技术、光技术等对被测量物体展开全方位、多维度的照相测量，获得各种零件的数据信息和图像信息，然后按照三角测量计算原理，换算出零件的空间坐标值。数字化照相测量技术具有明显的复杂性，由于其使用过程的复杂程度较高，因此，在实际的飞机装配环节，这种技术的应用频率较低，但是不能忽视的是此技术的应用效果非常好。在飞机装配环节，应用数字化照相测量技术能够轻松捕获其中发生的各种轻微变化，同时，在应用过程得出的测量结果可能受到外界环境的影响。所以，当应用数字化照相测量技术时，应注意环境中的光照强度、飞机零件的材质的感光特性以及环境中的光反射情况等。通常在飞机装配的最终测量工序不使用此技术，但是，在其他环节数字化照相测量技术仍然具有重要的作用。 　　3.4GPS测量技术的应用 　　GPS测量技术也称室内GPS系统，是将区域化的GPS技術进行扩展，从而得到的测量速度快、精准度高的数字测量技术。这个测量系统由两部分组成，一是多个红外线激光发射器，二是具有测量功能的传感器。使用此系统展开测量工作时，能通过三维测量原理对立体坐标系展开测量。当测量传感器接收到信号之后，可利用转换器将信号转换成信息，利于计算机对飞机的实时位置进行准确定位。此技术的应用原理是先由发射器发出两个激光平面，同时在某个测量的工作范围内，两个平面可按照3000r/min的转速进行旋转，这时接收器能接受到激光信号，对被测量物体展开测量。应用此技术不但能精准地获取被测点的坐标，而且还可完成各种追踪与定位形式的测量任务。当前，在国内的大部分飞机装配企业使用此技术展开装配环节的各项测量工作、例如：在波音737NG型号飞机装配的总对接环节，应用了这项测量技术；在737MAX型号飞机装备的零件对接环节也应用了这项技术，这两种类型飞机应用GPS测量技术，实现了飞机装配环节的精准对接。

四、数字化测量技术的应用前景 　　在飞机装配中，数字化测量技术的应用，有效提升了测量效率及质量，并在一定程度上降低了飞机装配成本。如今，国内飞机制造单位纷纷引进数字化测量装备，致力于提升飞机装配的施工效率。然而，国内数字化测量技术，尚且处于摸索前进阶段，相应的实践应用经验不足。因此，在飞机装配中，相关人员应明确工装定位四个加强框，并以此为基础进行辅助性零件的装配。运用数字化测量技术及其系统，可有效促进辅助性零件数据的精准测量，进而提升装配施工效率。在飞机装配完成后，相应产品的检验，也需要数字化测量技术的应用。由此可知，在国内飞机装配制造中，数字化检测技术及其系统的应用，将是该行业发展的必然趋势。 　　结束语： 　　综上所述，在飞机装配中，数字化测量技术及其系统，已经成为热门技术。如今，不仅仅是飞机装配及制造领域，该技术在其他机械制造领域的应用逐渐得到重视。由此，对于科研人员而言，為促进数字化测量技术的发展，就应立足该技术的优势及特点，有效联系相关应用行业的发展现状，归纳出具有针对性的推广应用策略，使数字化测量技术的应用，推动各行业的发展。 　　参考文献 　　[1]肖欢.基于T-Map的飞机部件交点对接装配公差建模与协调分析[D].南昌航空大学，2018. 　　[2]孙丹.数字化测量技术在飞机制造、装配中的应用[J].科学技术创新，2018（14）：180-181. 　　[3]海山.探索智能装配技术，助力大飞机腾飞——访南京航空航天大学机电学院教授黄翔[J].航空制造技术，2018，61（07）：24-25.