飛機大部件裝配數字化測量場構建技術

張瑞良

摘要：在飛機大部件裝配中，數字化測量發揮了很大的作用。飛機大部件裝配對測量的精確度要求較高，傳統的手動測量已經無法滿足裝配操作的需求。但是，我國的數字化測量技術的發展起步比較晚，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字化測量中存在的問題進行了分析，相應的提出了數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；數字化測量場；測量坐標系

隨著社會的發展，數字化技術取得了很大的發展成效，相應的數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勢。數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，加強對裝配數字化測量場構建技術的研究具有很大的現實意義，可以為裝配測量提供更好的技術手段。

一、飛機裝配數字化測量場坐標系統

（一）數字化測量場構建方法

數字化測量場構建技術要從裝配測量的整體布局出發，對全局坐標與局部坐標進行規范性的設計，對坐標系的測量基準進行統一的設定，進而使得坐標系之間的轉換更為精確。

在數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。激光跟蹤儀利用數字化測量場，可以根據實際的情況以及要求，對坐標系進行轉換。數字化測量場的構建，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。以數字化測量場為基礎，各個坐標系的轉換有著具體的規范以及要求。首先，需要對公共基準點進行坐標定位，根據設計及制造部門相關的數據信息，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。數字化測量的精確度與坐標系轉換參數的方差有一定的關系，方差越小，相應的精確度越高。而坐標系轉換參數的方差，會隨著公共基準點數量的增加而減小。因此，可以通過公共基準點、坐標系轉換參數的方差、數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，對數字化測量場坐標系的一致性也進行了驗證。

二、飛機裝配數字化測量場精度檢測與修正

數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，也降低后續測量的誤差風險。

三、數字化測量場系統在飛機裝配中的應用

數字化測量場構建系統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、可視化仿真和數據處理。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揮輔助作用。工程管理還包括對相關測量數據的存儲管理，為后續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，實現數據交換處理。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，發現測量中存在的問題，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，通過數據處理模塊，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。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。可視化仿真模塊不僅操作簡單便利，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。在數字化技術的逐漸發展中，實現了數字化測量技術的提高。在數字化測量中，主要通過測量場的構建，對各個裝配數據進行測量檢驗，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，取得更好的發展優勢。

參考文獻：

[1]趙建國，郭洪杰.飛機裝配質量數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.飛機大部件裝配數字化測量場構建技術研究[J].軍民兩用技術與產品，2016（4）：3-3.

（作者單位：沈陽飛機工業（集團）有限公司）