數(shù)字化測(cè)量技術(shù)及系統(tǒng)在飛機(jī)裝配中的應(yīng)用

李金達(dá)

中航飛機(jī)股份有限公司 陜西西安 710089

1 飛機(jī)裝配過(guò)程數(shù)字化測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

數(shù)字化的測(cè)量技術(shù)指的是使用各種先進(jìn)的數(shù)字測(cè)量設(shè)備，對(duì)飛機(jī)裝配的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定義建模，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)此環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)的測(cè)量。此技術(shù)在應(yīng)用時(shí)具有如下優(yōu)點(diǎn)。

首先，具備對(duì)大型部件測(cè)量的功能，傳統(tǒng)飛機(jī)制造的裝配部門(mén)在飛機(jī)各部分零件測(cè)量的環(huán)節(jié)，由于技術(shù)水平較低，導(dǎo)致對(duì)大型部件的測(cè)量過(guò)程相對(duì)繁瑣，同時(shí)結(jié)果的準(zhǔn)確性不高。應(yīng)用數(shù)字測(cè)量技術(shù)，不但能解決這一問(wèn)題，而且提高了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，同時(shí)提高了測(cè)量工作效率，為飛機(jī)裝配環(huán)節(jié)節(jié)約了大量的人力與物力的投入。

其次，數(shù)字化的測(cè)量技術(shù)在應(yīng)用的范圍上更加廣泛。應(yīng)用此技術(shù)，能夠按照飛機(jī)不同零件的性質(zhì)采取不同的測(cè)量方式，解決飛機(jī)在裝配環(huán)節(jié)涉及到的所有測(cè)量問(wèn)題[1]。

第三，應(yīng)用數(shù)字測(cè)量技術(shù)能夠高效地完成飛機(jī)各個(gè)復(fù)雜部位的測(cè)量工作，還可進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量，將飛機(jī)不同位置的信息同時(shí)反饋出來(lái)。與此同時(shí)，將數(shù)字測(cè)量技術(shù)和機(jī)電部分的控制系統(tǒng)相連接，能對(duì)實(shí)際的測(cè)量結(jié)果展開(kāi)科學(xué)地分析，同時(shí)向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)出指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)裝配過(guò)程的全面控制。

2 數(shù)字化測(cè)量技術(shù)及系統(tǒng)在飛機(jī)裝配中的應(yīng)用

2.1 激光跟蹤測(cè)量系統(tǒng)

在飛機(jī)裝配中，激光跟蹤測(cè)量系統(tǒng)采用激光跟蹤器，可定位相關(guān)空間坐標(biāo)，進(jìn)而對(duì)定位物質(zhì)進(jìn)行跟蹤測(cè)量。在飛機(jī)裝配中，激光跟蹤測(cè)量系統(tǒng)主要用于外形測(cè)量，對(duì)飛機(jī)裝配過(guò)程中的零件進(jìn)行定位。如今，在飛機(jī)裝配中，諸多飛機(jī)制造廠(chǎng)家采用了激光跟蹤測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)相關(guān)飛機(jī)零件進(jìn)行空間定位。其后，激光跟蹤測(cè)量?jī)x器，將進(jìn)行飛機(jī)零件數(shù)據(jù)的對(duì)接工作。在此過(guò)程中，該技術(shù)及其系統(tǒng)的應(yīng)用，將有效監(jiān)測(cè)飛機(jī)裝配過(guò)程，有效促進(jìn)飛機(jī)大部件的對(duì)接，使之順利完成裝配工作。

2.2 三維激光掃描測(cè)量系統(tǒng)

在飛機(jī)裝配中，三維激光掃描測(cè)量系統(tǒng)，主要用于配件數(shù)據(jù)反饋。通過(guò)對(duì)相關(guān)目標(biāo)的局部或整體掃描，就可獲取飛機(jī)裝配過(guò)程中各零件參數(shù)，隨之將掃描數(shù)據(jù)反饋至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。其后，飛機(jī)裝配部門(mén)，就可依據(jù)掃描數(shù)據(jù)，詳盡了解飛機(jī)零件制造及裝配進(jìn)度。同時(shí)，對(duì)于三維激光掃描測(cè)量?jī)x器，由該儀器所反饋的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)分析后，可對(duì)錯(cuò)誤的配件制造情況及飛機(jī)裝配方案進(jìn)行調(diào)。探析三維激光掃描測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，就在于實(shí)現(xiàn)了飛機(jī)配件的非接觸性坐標(biāo)測(cè)量。由此，即是測(cè)量人員并未進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，也可獲得精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)及信息。傳統(tǒng)的飛機(jī)裝配工程，可謂是一項(xiàng)極為復(fù)雜的工程，在制造及裝配施工中，都要耗費(fèi)大量的時(shí)間。在此期間，只有眾多員工協(xié)調(diào)合作，方能掌握飛機(jī)裝配的具體數(shù)據(jù)情況。然而，在飛機(jī)裝配中，三維激光掃描測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用，將有效解決傳統(tǒng)施工的漏洞，不僅可以提升測(cè)量準(zhǔn)確性，還可節(jié)省時(shí)間成本，切實(shí)滿(mǎn)足了飛機(jī)制造行業(yè)的發(fā)展需求[2]。

2.3 數(shù)字照相測(cè)量系統(tǒng)

在飛機(jī)裝配中，數(shù)字照相測(cè)量系統(tǒng)，采用了結(jié)構(gòu)光技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)及相位測(cè)量技術(shù)。在此期間，該系統(tǒng)將對(duì)測(cè)量目標(biāo)進(jìn)行全方位、多角度的照相。其后，針對(duì)測(cè)量目標(biāo)，該系統(tǒng)就可獲取相關(guān)圖像及數(shù)據(jù)信息，隨之應(yīng)用三角測(cè)量原理，對(duì)測(cè)量目標(biāo)的空間目標(biāo)進(jìn)行解算。由于數(shù)字照相測(cè)量技術(shù)具有一定的復(fù)雜性，所謂該技術(shù)在飛機(jī)裝配工程中，相應(yīng)的應(yīng)用頻率較低。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，數(shù)字照相測(cè)量技術(shù)所取得的測(cè)量成效，可謂是有目共睹，具有顯著的優(yōu)勢(shì)性。在該系統(tǒng)應(yīng)用中，對(duì)于飛機(jī)裝配過(guò)程中的各類(lèi)微小變化，該系統(tǒng)都可進(jìn)行捕捉。然而，數(shù)字照相測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用，尚且存在一定缺陷，如測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果往往會(huì)受到外界因素的影響，尤其是光照強(qiáng)度及反射情況、測(cè)量材料的感光性等[3]。由此，在運(yùn)用此種測(cè)量方式時(shí)，不能將之設(shè)置為飛機(jī)裝配的最后一道測(cè)量工序。同時(shí)，在常規(guī)飛機(jī)裝配測(cè)量中，數(shù)字照相測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用，固然具有一定的制約因素，但仍能發(fā)揮重要作用。

2.4 室內(nèi)GPS測(cè)量系統(tǒng)

在區(qū)域GPS技術(shù)基礎(chǔ)上，針對(duì)飛機(jī)裝配的室內(nèi)GPS測(cè)量系統(tǒng)得到發(fā)展，且該系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中，具有測(cè)量準(zhǔn)確性高、測(cè)量速度快的優(yōu)勢(shì)。探析室內(nèi)GPS測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)成，應(yīng)包括若干個(gè)測(cè)量傳感器及紅外線(xiàn)激光脈沖發(fā)射器。在實(shí)際測(cè)量中，室內(nèi)GPS測(cè)量系統(tǒng)，將運(yùn)用三邊測(cè)量原理，通過(guò)三維坐標(biāo)體系進(jìn)行測(cè)量工作。在此過(guò)程中，該系統(tǒng)將利用傳感器接收信號(hào)，并利用轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換信號(hào)。其后，該系統(tǒng)依托計(jì)算機(jī)，就可確定被測(cè)量物體的實(shí)時(shí)位置。如今，國(guó)內(nèi)諸多飛機(jī)制造廠(chǎng)商，在飛機(jī)裝配過(guò)程中，廣泛應(yīng)用了室內(nèi)GPS測(cè)量系統(tǒng)。例如，在波音737NG系列飛機(jī)的總對(duì)接中，室內(nèi)GPS測(cè)量系統(tǒng)被重點(diǎn)應(yīng)用。在波音737MAX系列部件對(duì)接中，室內(nèi)GPS測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的對(duì)接裝配。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在飛機(jī)裝配的過(guò)程中，合理應(yīng)用數(shù)字化測(cè)量技術(shù)能提高飛機(jī)裝配效率，為飛機(jī)制造企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。因此，相關(guān)從業(yè)人員應(yīng)掌握激光追蹤技術(shù)、激光掃描技術(shù)、數(shù)字化照相測(cè)量技術(shù)、GPS測(cè)量技術(shù)，在飛機(jī)裝配環(huán)節(jié)正確應(yīng)用這些測(cè)量技術(shù)，促進(jìn)飛機(jī)制造行業(yè)的不斷發(fā)展。