飛機大部件裝配數(shù)字化測量場構建技術

張瑞良

摘要：在飛機大部件裝配中，數(shù)字化測量發(fā)揮了很大的作用。飛機大部件裝配對測量的精確度要求較高，傳統(tǒng)的手動測量已經(jīng)無法滿足裝配操作的需求。但是，我國的數(shù)字化測量技術的發(fā)展起步比較晚，缺乏完善的內容以及測量基準，在飛機大部件裝配中的應用具有很大的局限性。本文重點對飛機大部件裝配數(shù)字化測量中存在的問題進行了分析，相應的提出了數(shù)字化測量場的構建策略，旨在為裝配測量提供指導標準。

關鍵詞：飛機部件裝配；數(shù)字化測量場；測量坐標系

隨著社會的發(fā)展，數(shù)字化技術取得了很大的發(fā)展成效，相應的數(shù)字化測量技術在飛機大部件裝配中的應用也具有很大的優(yōu)勢。數(shù)字化測量技術擴大了裝配測量的范圍，而且使得裝配測量的精確度也更高。在數(shù)字化測量技術實際的應用過程中，還存在一定的不足，達不到裝配測量的要求。因此，加強對裝配數(shù)字化測量場構建技術的研究具有很大的現(xiàn)實意義，可以為裝配測量提供更好的技術手段。

一、飛機裝配數(shù)字化測量場坐標系統(tǒng)

（一）數(shù)字化測量場構建方法

數(shù)字化測量場構建技術要從裝配測量的整體布局出發(fā)，對全局坐標與局部坐標進行規(guī)范性的設計，對坐標系的測量基準進行統(tǒng)一的設定，進而使得坐標系之間的轉換更為精確。

在數(shù)字化測量場的構建中，需要利用激光跟蹤儀對公共坐標基準點進行測量，公共坐標基準點至少要有三個。在公共坐標基準點的測量基礎下，對坐標系進行轉換，確保坐標基準的一致性。數(shù)字化測量場的構建是以測量坐標系為基礎的，對全局坐標系與局部坐標系進行連接，使得全局坐標系和局部坐標系可以進行互轉換。激光跟蹤儀利用數(shù)字化測量場，可以根據(jù)實際的情況以及要求，對坐標系進行轉換。數(shù)字化測量場的構建，不僅可以提高測量的精確性，還可以提高測量的效率。

（二）坐標系轉換算法

通過數(shù)字化測量場，需要對坐標系進行轉換，進而得到所需要的測量坐標。以數(shù)字化測量場為基礎，各個坐標系的轉換有著具體的規(guī)范以及要求。首先，需要對公共基準點進行坐標定位，根據(jù)設計及制造部門相關的數(shù)據(jù)信息，將公共基準點與全局設計中的坐標點進行一一對應。在公共基準點定位完成后，對局部坐標系中的坐標點也進行一一定位處理。坐標系的轉換算法，可以通過激光跟蹤儀將測量坐標和理論坐標進行對比得出。

（三）坐標系轉換驗證

在坐標系轉換完成后，還需要進行相應的驗證，確保坐標系轉換的準確性。數(shù)字化測量的精確度與坐標系轉換參數(shù)的方差有一定的關系，方差越小，相應的精確度越高。而坐標系轉換參數(shù)的方差，會隨著公共基準點數(shù)量的增加而減小。因此，可以通過公共基準點、坐標系轉換參數(shù)的方差、數(shù)字化測量精確度三者之間的影響關系，對坐標系轉換進行驗證。但是，在實際的驗證中，還需要考慮測量成本問題，從經(jīng)濟性原則進行綜合的研究分析。在實際的驗證分析中，該驗證方法可以對坐標系轉換進行快速精確的驗證。而且，相應的坐標系轉換算法在坐標系的轉換中適用性比較強，轉換效果也比較好，對數(shù)字化測量場坐標系的一致性也進行了驗證。

二、飛機裝配數(shù)字化測量場精度檢測與修正

數(shù)字化測量場測量工作的進行，受到諸多方面的影響，使得測量的精確度不高，相應的部件裝配也受到限制。例如：震動、地基等。在數(shù)字化測量場中，公共基準點是其中的關鍵性內容，對于整體測量以及裝配工作的進行發(fā)揮著很大的作用。因此，要對公共基準點引起高度的重視，并且對公共基準點進行針對性的檢驗，確保公共基準點測量位置精確。對于公共基準點的檢驗主要有基準點粗差檢驗與修正技術，可以對發(fā)生偏差的基準點進行修正處理，保證每個公共基準點的精確性，為部件裝配工作的進行提供更好的基礎。在公共基準點檢驗與修正的過程中，還需要對數(shù)字化測量場進行相應的調整處理，確保各項內容符合要求，也降低后續(xù)測量的誤差風險。

三、數(shù)字化測量場系統(tǒng)在飛機裝配中的應用

數(shù)字化測量場構建系統(tǒng)主要包括七個方面的內容，分別為：工程管理、硬件通信、激光跟蹤儀、測量、測量場構建、可視化仿真和數(shù)據(jù)處理。首先，工程管理主要對工程各方面的工作進行落實，在測量過程中主要發(fā)揮輔助作用。工程管理還包括對相關測量數(shù)據(jù)的存儲管理，為后續(xù)裝配工程的進行提供理論基礎。硬件通信模塊保證各個軟件之間的信息傳遞，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換處理。激光跟蹤儀主要針對激光跟蹤儀的測量操作進行控制，確保測量操作正常穩(wěn)定的進行。在實際的測量中，通過精確性的測量完成測量場構建。操作人員可以利用可視化仿真對測量進行檢測，通過相應的測量場景模擬，發(fā)現(xiàn)測量中存在的問題，并且進行及時的調整。在坐標系轉換、坐標值轉換驗證等測量操作中，通過數(shù)據(jù)處理模塊，可以提高相應的運算速度，提高測量的效率。

在測量場構建模塊中，利用激光跟蹤儀進行相應的測量處理時，需要設置一致性的坐標基準。根據(jù)部件裝配的實際要求，對裝配任務進行具體的劃分，使得裝配任務、激光跟蹤儀、測量坐標系可以一一對應，確保各項裝配測量的精確性，也為裝配任務提供更好的基礎條件。進而，理論坐標與測量坐標需要進行轉換，要采用科學的轉換方法，避免坐標系轉換中問題的出現(xiàn)。在坐標系轉換完成后，通過粗差探測進行相應的驗證，確保公共基準點的準確定位。在飛機部件裝配過程中，必須確保各項測量內容的精確、完整，才能實行裝配操作。在實際的裝配中，還可以采用可視化仿真模塊進行虛擬驗證?？梢暬抡婺K不僅操作簡單便利，而且還可以對模型進行靈活的調整變化，確保部件裝配符合要求。

四、總結

在飛機大部件裝配中，測量是其中較為重要的內容。在數(shù)字化技術的逐漸發(fā)展中，實現(xiàn)了數(shù)字化測量技術的提高。在數(shù)字化測量中，主要通過測量場的構建，對各個裝配數(shù)據(jù)進行測量檢驗，為裝配工作的進行提供基礎條件。在部件裝配中，要對數(shù)字化測量場構建技術進行靈活的應用，針對技術中存在的不足進行優(yōu)化，確保測量的精確性，也提高部件裝配的質量，取得更好的發(fā)展優(yōu)勢。

參考文獻：

[1]趙建國，郭洪杰.飛機裝配質量數(shù)字化檢測技術研究及應用[J].航空制造技術，2016（20）：24-27.

[2]廣偉，李潔，李成.飛機大部件裝配數(shù)字化測量場構建技術研究[J].軍民兩用技術與產(chǎn)品，2016（4）：3-3.

（作者單位：沈陽飛機工業(yè)（集團）有限公司）