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关于数字化测量技术在飞机装配中的应用探析李德芳

发表时间：2021/4/27 来源：《基层建设》2020年第33期作者：李德芳

[导读] 摘要：数字化测量技术的发展和进步，有力推动了我国制造业的转型和升级，尤其是飞机制造业。

        中航西安飞机工业集团股份有限公司陕西西安 710089
        摘要：数字化测量技术的发展和进步，有力推动了我国制造业的转型和升级，尤其是飞机制造业。数字化测量技术应用目前在国内仍处于发展阶段，虽然其测量效果有目共睹，但是仍需要对其加强研究，不断优化测量技术，这对促进数字化技术在飞机制造、装配中的深入应用具有借鉴意义。
        关键词：数字化测量技术；飞机装配；应用前景
        引言
        数字化测量技术凭借其测量精准度高、测量效率高等优势被广泛的应用于机械制造行业，成为机械制造行业不可或缺的应用技术，飞机制造业，受其产品开发周期长、设计难度大等特点，比其他机械加工要复杂的多，属于高技术产业，集合了当前各种先进技术，是一个复杂且繁琐的系统工程，代表着一个国家科技发展的水平。
        像大型客机的开发，存在结构优化困难、设备复杂昂贵、系统可靠性及全寿命周期经济性指标高等特点，另外产品节能环保、用户使用效益等方面的问题更加重要，必须逐步开发并推广使用高效数字化技术，以提高劳动生产率，降低成本。而数字化测量技术，借用了激光等原理，真正的实现飞机产品、零件的精准测量，在飞机制造业的广泛应用，对飞机先进制造体系的发展，具有重大意义。
        1数字化测量技术的作用和优势
        数字化测量技术利用先进的数字化测量设备，通过对飞机制造以及装配的标准进行模型化定义，在计算机的辅助作用下对飞机制造以及装配进行精准的测量。数字化测量技术的优势具体包括以下几个方面：其一具备大型测量工作的能力，在此之前飞机制造装配过程中在对飞机各个零件以及装配情况行测量时，基于测量技术的落后性，大型飞机零件的测量难度较大，测量的过程也较为复杂。数字化测量技术的应用有效地解决了这一问题，不仅可以精准的测量大型的飞机零件，同时测量效率较高，节省了人力以及物力[1]。其二该技术应用性更为广泛，不需要根据不同的零件的特点选择不同的测量技术，数字化测量技术可以全面的解决飞机制造装配过程中的所有问题。其三数字化测量技术可以完成复杂的形位测量任务，其动态实时测量能力可以同时反馈多个位置的数据信息。最后，该项技术可以与机电控制系统相联系，其优势在于可以根据测量分析结果通过计算机发出指令，进而可以实现对飞机制造装配过程的控制。
        2目前我国飞机装配领域的发展情况
        目前我国飞机装配领域的发展情况较为稳定，进行飞机装配所使用的技术较为传统，在进行产品定位时主要采用大型专用工装定位器，同时在装配的各个阶段，依据需求使用卡板模拟等测量技术，定位器测量技术的结合基本能够满足产品装配的整个过程。但是，就最终的产品成果而言，产品质量在一定程度上受到了测量技术缺乏专业性的影响，增加了产品在使用过程中产生的安全隐患。随着我国技术水平发展逐渐强大，各行各业都对自身发展理念有了新的认识并建立了全新的目标，力求提升人民的生活质量，使生活变得更加方便、快捷和安全。飞机装配存在质量问题的主要来自于精度控制，而精度不准确的主要原因是测量技术与检测技术的落后，尽快实现技术创新是推进我国飞机装配领域发展的唯一办法。
        3飞机装配中应用数字化测量系统
        3.1激光跟踪测量系统
        激光跟踪系统是基于飞机制造以及装配的空间坐标，采用激光跟踪器对定位的物质进行跟踪测量。在飞机制造和装配工程中，该技术主要是用来跟踪飞机装配以及制造过程中对其外形的测量，对飞机制造、装配过程中的零件定位。目前多数飞机生产制造厂家均采用了该技术对飞机零件进行空间定位，定位之后激光跟踪测量仪器对飞机零件数据进行对接工作。该技术的应用可以全过程对飞机制造以及装配过程进行监测，完成飞机装配工作[2]。

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        3.2 iGPS技术
        第二种技术，是目前常用的一种定位系统，是以GPS测量原理为基础，研发出来的一种室内GPS技术，即iGPS技术；实现了大尺寸空间的测量、定位。该技术的工作原理，首先由发射器产生激光平面，并且这两个激光平面，会在工作范围内进行3000r/min转速的旋转；此时的接收器，会接收一定的激光，从而实现对于角度的测量。
        设备优化的组合，可以得到测量点的坐标。该技术测量的精度，主要由其发射器的数量决定。与此同时，该技术还能完成定位、追踪等测量任务。
        3.3三维激光扫描测量系统
        三维激光扫描测量是通过对确定的目标局部性或者整体性扫描，从而获取飞机制造以装配过程中各种零件的参数，同时可以将扫描之后的数据反馈到计算机系统上，飞机制造装配技术人员可以根据反馈回来的数据对飞机零件制造以及装配进度进行了解，对三维激光扫描测量仪器反馈回来的结果实施调整，更正错误的制造以及装配方案。该系统的优势在于实现了非接触性坐标测量，在施工人员无法进入施工现场的情况下，可以通过此测量方式得到精准的数据和信息。飞机制造和装配是一项较为复杂的工程，制造和装配工程耗时较长，需要众多的人员协同努力才能够掌握飞机制造以及装配过程中的数据情况。这种测量方式已经无法满足飞机制造行业的发展需求，三维激光扫描测量技术在应用的过程中不仅可以提升测量的准确性，同时节省了时间成本[3]。
        4数字化测量技术的应用前景
        数字化测量技术在飞机制造以及装配领域中的应用，提升了飞机制造以及装备的效率，并且在一定程度上降低了飞机制造企业的开支，提升了飞机制造企业的经济效益。目前国内各个飞机制造单位纷纷引进数字化测量设备以及先进的测量技术，旨在提升飞机制造以及装配过程中的施工效率[4]。但是不可否认的是国内数字化测量技术仍处于摸索前进的阶段，缺乏在丰富的实践经验。在飞机制造以及装备环节中的应用还不够深入。在现有的应用案例当中可以明确的了解到数字化技术对飞机装配中的重要作用，如何将该项技术更加深入的运用于飞机装配工程项目中成为业内人士主要的研究方向[4]。飞机装配过程中，首先需要做的是利用工装定位四个加强框，然后以此为基础装配其余辅助性的零件。数字化测量技术的应用可以帮助飞机装配施工人员对辅助性零件的精准度进行测量，提升装配效率。基于此，在实际的飞机制造以及装配的过程中，数字化测量技术是保证装配效率以及效果的最后一道屏障，飞机装配以及制造完成后的产品检验都需要借助该技术得以实现。由此可见，数字化检测技术以及检测系统在国内飞机制造以及装配中深入的应用是飞机生产制造行业发展的必然趋势，该技术在此领域当中具有广阔的发展前景。当前社会中已有越来越多的业内人士致力于该技术的深入研究，该技术将成为推动飞机制造行业发展的核心动力。
        结束语
        综上所述，数字化测量技术在飞机制造领域中的成功应用，推动了该领域的发展。，通过使用数字化测量技术能够提升自动生产线产品质量、实现标准化精密测量、促进全机高质量装配，能够有效提升飞机装配水平。
        参考文献：
        [1]刘春，许兵，张洪瑞，王巍.飞机数字化装配仿真技术综述[J].机械工程师，2016（10）：1-4.
        [2]惠巍，沈波，胡保华，惠飞，郭玲玲.飞机装配工艺三维数字化设计[J].西安工业大学学报，2015，35（02）：112-118.
        [3] 安志勇，曹秒，段洁.数字化测量技术在飞机装配中的应用[J].航空制造技术，2013，18：48-51.
        [4]邹爱丽，王亮，李东升，张俐，郭洪杰.数字化测量技术及系统在飞机装配中的应用[J].航空制造技术，2011（21）：72-75.