探讨飞机装配过程数字化测量技术

丁立栋

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。此技术的应用真正实现了飞机各种零部件在设计、生产、装配等环节的数字化信息传递，应用测量技术的自动化、信息化等优势。解决了飞机装配环节各项复杂的测量问题。

1 飞机装配过程数字化测量技术的应用优势

数字化的测量技术指的是使用各种先进的数字测量设备，对飞机装配的各项标准进行定义建模，通过计算机技术的应用，对此环节进行科学的测量。此技术在应用时具有如下优点。

首先，具备对大型部件测量的功能，传统飞机制造的装配部门在飞机各部分零件测量的环节，由于技术水平较低，导致对大型部件的测量过程相对繁琐，同时结果的准确性不高。应用数字测量技术，不但能解决这一问题，而且提高了测量结果的准确性，同时提高了测量工作效率，为飞机装配环节节约了大量的人力与物力的投入。

其次，数字化的测量技术在应用的范围上更加广泛。应用此技术，能够按照飞机不同零件的性质采取不同的测量方式，解决飞机在装配环节涉及到的所有测量问题。

第三，应用数字测量技术能够高效地完成飞机各个复杂部位的测量工作，还可进行实时动态测量，将飞机不同位置的信息同时反馈出来。与此同时，将数字测量技术和机电部分的控制系统相连接，能对实际的测量结果展开科学地分析，同时向计算机系统发出指令，实现对飞机装配过程的全面控制。

2 飞机装配过程数字化测量技术的应用

2.1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。

2.2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。

2.3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。

2.4GPS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[2]。

3 飞机装配过程数字化测量技术的应用前景

在飞机装配环节，数字测量技术的应用不但提高了飞机制造行业的装配效率，而且节约了飞机制造企业的成本，进而提高了企业的经济效益。当前，在国内的飞机制造企业为提高飞机装配效率，不断引进各种数字化的测量设备，应用各种先进的测量技术。但是不得不承认我国在数字测量方面还处于探索阶段，实践经验相对不足。如何在飞机装配环节更好地应用数字测量技术，是当前需要重点解决的问题。在飞机装配环节，应做好工装定位，将此作为基础完成辅助零件的装配，此过程将数字测量技术应用其中，可提高装配的精准度，因此数字测量技术是确保飞机装配质量的重要屏障，所以此技术在国内飞机装配领域有广阔的应用前景。

结论：

综上所述，在飞机装配的过程中，合理应用数字化测量技术能提高飞机装配效率，为飞机制造企业创造更多的经济效益。因此，相关从业人员应掌握激光追踪技术、激光扫描技术、数字化照相测量技术、GPS测量技术，在飞机装配环节正确应用这些测量技术，促进飞机制造行业的不断发展。

参考文献

[1]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.

[2]刘玉松，刘琦，谭清中.基于激光雷达的数字化装配检测技术研究[J].航空制造技术，2017（21）：91-93+101.

（作者单位：中航飞机股份有限公司）