关于数字化测量技术在飞机装备中的应用

关于数字化测量技术在飞机装备中的应用

赵博 1 李邵军 2 唐蕃 3

中航飞机股份有限公 司汉中飞机分公司 陕西省汉中市 723213

摘要:自20世纪以来，飞机装配过程中的测量检测技术经历了从“定性检测、事后检验”到“定量测量、实时跟踪”的转变。随着飞机装配向智能化迈进，数字化测量技术已经成为飞机装配过程的重要因素，并不断向“智能测量、反馈控制”的目标发展。本文针对数字化测量技术在飞机装备中的应用阐述了数字化制造的现状和优势，以及现代数字化测量技术的研究现状和发展前景进行了探讨和研究。

关键词:飞机装备；数字化测量技术；测量系统

飞机制造业作为制造业技术密集型的尖端行业，也面临着生产方式的深刻变革，构建数字化、信息化、网络化、自动化深度融合的智能制造体系既是长远的发展目标，也是当前的迫切需求。对于飞机装配过程而言，数字化测量技术可以实现对飞机产品装配要素信息的精确采集，确保装配过程状态信息的实时获取，是智能制造体系中实现飞机装配物理状态与信息网络之间互联互通的支撑性关键技术。飞机制造与装配施工中，由于工程所涉及的技术应用较多，其复杂性及难度可想而知。然而相较于传统的测量方法，数字化测量技术及其系统的应用则具有显著的测量精准度及测量效率。

　　1.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。传统的测量技术，大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，数字化测量技术应依托先进的测量装备，以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。数字化测量技术的应用优势广泛，其一具备大型测量工作能力，其二该技术及其系统的应用范围广泛，其三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。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。如此，测量效率及精确度得以提升。

　　2.数字化测量技术及系统在飞机装配中的应用

　　2.1激光跟踪测量系统

　　在飞机装配中，激光跟踪测量系统采用激光跟踪器，可定位相关空间坐标，进而对定位物质进行跟踪测量。在飞机装配中，激光跟踪测量系统主要用于外形测量，对飞机装配过程中的零件进行定位。如今，在飞机装配中诸多飞机制造厂家采用了激光跟踪测量系统，对相关飞机零件进行空间定位。其后，激光跟踪测量仪器将进行飞机零件数据的对接工作。在此过程中，该技术及其系统的应用将有效监测飞机装配过程，促进飞机大部件的对接，使之顺利完成装配工作。

　　2.2三维激光扫描测量系统

　　在飞机装配中，三维激光扫描测量系统主要用于配件数据反馈。通过对相关目标的局部或整体扫描，就可获取飞机装配过程中各零件参数，随之将扫描数据反馈至计算机系统。其后，飞机装配部门就可依据扫描数据，详尽了解飞机零件制造及装配进度。同时，对于三维激光扫描测量仪器，由该仪器所反馈的数据，经过分析后，可对错误的配件制造情况及飞机装配方案进行调。探析三维激光扫描测量系统的应用优势，就在于实现了飞机配件的非接触性坐标测量。由此，即是测量人员进入施工现场，也可获得精准的数据及信息。传统的飞机装配工程，可谓是一项极为复杂的工程，在制造及装配施工中，都要耗费大量的时间。在此期间，只有众多员工协调合作，方能掌握飞机装配的具体数据情况。然而，在飞机装配中，三维激光扫描测量系统的应用，将有效解决传统施工的漏洞，不仅可以提升测量准确性，还可节省时间成本，切实满足了飞机制造行业的发展需求。

　　2.3数字照相测量系统

　　在飞机装配中，数字照相测量系统，采用了结构光技术、计算机视觉技术及相位测量技术。在此期间，该系统将对测量目标进行全方位、多角度的照相。其后，针对测量目标，该系统就可获取相关图像及数据信息，随之应用三角测量原理，对测量目标的空间目标进行解算。由于数字照相测量技术具有一定的复杂性，所谓该技术在飞机装配工程中，相应的应用频率较低。然而，在实际应用中，数字照相测量技术所取得的测量成效，可谓是有目共睹，具有显著的优势性。在该系统应用中，对于飞机装配过程中的各类微小变化，该系统都可进行捕捉。然而，数字照相测量系统的应用，尚且存在一定缺陷，如测量数据结果往往会受到外界因素的影响，尤其是光照强度及反射情况、测量材料的感光性等。由此，在运用此种测量方式时，不能将之设置为飞机装配的最后一道测量工序。同时，在常规飞机装配测量中，数字照相测量系统的应用，固然具有一定的制约因素，但仍能发挥重要作用。

　　2.4室内GPS测量系统

　　在区域GPS技术基础上，针对飞机装配的室内GPS测量系统得到发展，且该系统在实际应用中，具有测量准确性高、测量速度快的优势。探析室内GPS测量系统的构成，应包括若干个测量传感器及红外线激光脉冲发射器。在实际测量中，室内GPS测量系统，将运用三边测量原理，通过三维坐标体系进行测量工作。在此过程中，该系统将利用传感器接收信号，并利用转换器转换信号。其后，该系统依托计算机，就可确定被测量物体的实时位置。如今，国内诸多飞机制造厂商，在飞机装配过程中，广泛应用了室内GPS测量系统。例如，在波音737NG系列飞机的总对接中，室内GPS测量系统被重点应用。在波音737MAX系列部件对接中，室内GPS测量系统的应用，可实现精准的对接装配。

　　3.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：

飞机制造业不仅关系到国防航空航天事业的发展，也是关系到国民经济建设的重要产业。同时，由于数字化测量技术在飞机制造业的广泛应用，已使其成为一个国家科技与工业发展水平高低的重要标志。因此，数字化测量技术已是推动飞机制造业向前发展的必要趋势。

　　参考文献

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