马元杰
中航西安飞机工业集团股份有限公司 陕西西安 710089
摘 要：随着数字化技术的飞速发展，飞机装配在精度与质量方面都获得了极大程度的提高，这就使得飞机的大部分对接测量环节方面提出了新的要求，所以测量手段与方案的高效性，直接关系着飞机装配的精度。对此，文章针对飞机大部件对接测量方案的应用进行了分析。
关键词：飞机；大部件对接；测量方案；应用；分析
引 言：
在现代化科学技术的持续推进下，我国的飞机制造业的发展也得到突飞猛进的进步,在对飞机进行实际测量的时候必须要对传统的测量方法进行改进，否则将难以适应当前阶段在飞机设计、制造等方面实现发展的要求。
1.飞机制造测量技术中的数字化技术
随着现代化工业制造水平的不断提升，使得飞机测量技术及相关测量设备的发展速度日新月异，尤其是一些光学检测技术的发展更是显著，比如全站仪、水准仪、数字扫描仪、激光跟踪仪以及机器视觉测量系统等众多技术，在国内外的飞机制造领域当中已经被广泛的应用。经过数字化测量系统、自动调姿控制系统这两种方式的有效组合下，不仅能够使各种矛盾问题予以克服，比如测量范围大、次数多、精度低等矛盾，还能够更加快速的获得所需的测量结果，在提高工作效率的同时，还使得飞机在对接精度、装配质量等方面在极大程度上得到了提高。
2.飞机的对接测量方案中对于地标体系的布局
在对地标体系建立的过程中，应尽可能的实现对测量目标全包络，在具体实施新型地标系统布置的时候，需要将飞机的对称中心线作为地标测量系统布置的中心，且将其布置成为矩形状，布置的间距通常均匀布置，这样在对每一个测量点进行测量的时候，都能够实现激光跟踪仪扫射的有效控制，使得相关地标点都能够始终处于测量范围之内，这就使得测量精度上获得了极大程度地保证，这使得激光跟踪仪在精度要求方面的限制获得了满足,地标点布置示意图如下图1所示。
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图1 对接测量地标点布局示意图
3.飞机的大部件对接测量实现数字化与精确定位
在对飞机的大部件测量工技术施对接的时候，需要以建立在数字化技术基础上的测量系统，来具体针对大部件位置开展相应的测量工作。以激光跟踪仪的使用为例，通过激光跟踪仪对需对接部件的初始位置进行测量，并共同使用数字化测量系统、自动定位器，使其能够形成实施闭环控制系统。通过数字化测量系统来对目标的点信号进行捕捉，并针对捕捉到的信号实施有效性的处理，使其生成所需要对接中大部件位置的主要信息，通过对工业以太网进行充分利用，促使数字化测量系统与对接控制系统之间能够实现快速通信，当对接控制系统接收到相应的位置信息之后，就会自主地对信息数据开展相应的处理工作，并以此为依据来针对对接大部件的实时位置以及姿态进行精准计算，并将计算与理论的相关结果实施有效性的对比，进而获得相应位姿误差，并将其进行精准换算，使其成为相关定位器所需要的移动值，最后再下达相应的指令，来对定位器进行有效调整，这样才能够使飞机大部件在对合方面的精密性要求获得满足。
4.机翼机身对接及测量的相关方案介绍
4.1飞机大部件的对接方案介绍
这里以民用飞机的机翼机身大十字对接方案为例，机身通过全机AGV运输车及整体机身托架运输入位，运输托架在机身12框、26框、43框下表面设置工艺卡板及工艺接头与机身结构实现刚性连接，同时在整体机身托架两侧设置6个支撑球头，用于与数字化对接定位器的连接。在机身12框、26框、43框与左右11-12长桁交点处设置测量接头，以此为测量基准点，在机身12框、26框、43框与左右23长桁交点处设置辅助测量接头，要求测量接头及辅助测量接头的位置精度为；△X ≤±0.2mm, △Y≤±0.2mm, △Z≤±0.25mm。
机翼通过4点起吊的方式吊装的方式上架，吊点设置在上翼面左右5肋前后梁处，在下翼面左右5肋前后梁处及左右19肋中梁处设置6个支撑球头，用于实现与数字化对接定位器的连接。在左右机翼4肋、19肋下翼面处测量接头理论值为调姿基准，要求△X≤±0.2mm, △Y≤±0.2mm，△Z≤±0.3mm。
对接过程中，首先将机身运输入位，通过机身整体运输托架上的支撑球头与机身数字化对接定位器连接，使机身稳固在数字化调资定位装配系统上，然后对机身的测量点与对接面上的测量点进行测量、姿态调整，进而将机身调整到理论位置。其次，通过吊装的方式将机翼吊装入位，实现机翼与机翼数字化对接定位器连接，并保持机翼初始位置距对接理论位置在高度上（Z方向）的安全距离≥300mm，结合机翼上的测量点位置将机翼姿态进行调整，使机翼到达理论对接姿态并保持高度上的安全距离，然后再通过数字化对接系统，实现机翼向机身方向进行竖直位移，运动过程中通过不断测量机翼、机身上的测量点对机翼与机身的相对姿态进行监控，并不断修正，直至机翼与机身的相对位置达到理论对接状态，所有测量结果满足预定的公差要求，此时将数字化对接定位器锁定，完成对接分离面的制孔及安装工作，从而实现机翼与机身的有效对接，对接流程如下图2所示。
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图2.机翼机身对接装配流程
4.2飞机大部件对接测量方案的介绍
在对机身、机翼进行测量的时候，需要对机身左右两侧的测量接头及机翼下表面的测量接头进行分别测量，本测量方案以上述飞机机翼机身对接为例，先使用激光跟踪仪对地面坐标点进行测量并初步建立飞机坐标系，以机身上的测量基准点为基准，在机身入位时将机身初步摆放、调整至理论位置，然后再对机身进行测量，并以测量基准点理论值为依据再次建立全机坐标系。然后将机翼吊装上架，以第二次建立的坐标系为基准，测量机翼下表面的测量基准点，并与理论值进行对比计算，数字化对接系统以此来计算并规划机翼的调资对接路径，并驱动机翼运动，在此过程中需要不断的测量机翼上的测量基准点并持续修正机翼的调资对接路径，直至机翼的姿态逐步逼近并满足最终对接要求，再将机身、机翼上的测量点进行复测，以验证机翼、机身的相对关系满足对接要求，若不满足，需重复进行以上机翼调姿测量流程，直至机翼与机身的相对关注完全满足对接要求，则测量结束。
结束语：
综上所述，飞机大部件对接测量方案属于一项系统性的工程，需要我们进行全面的考虑，涉及到的整个技术流程相对而言也是非常复杂的。在未来具体实施发展的进程中，国内外的技术层面需要加强交流程度，积极进行自主创新活动的有效开展，促使我国在飞机制造业水平上获得可持续性进步。
参考文献：
[1]付景丽,侯兆珂,谢星.飞机大部件对接测量方案的研究与应用[J].航空制造技术,2019,62(Z2):79-83.
[2]林雪竹.基于全三维模型的飞机大部件装配对接测量方法及实验研究[D].长春理工大学,2016.