郭磊 刘瑞 孙羽来
沈阳飞机工业（集团）有限公司 辽宁沈阳 110000
摘要：随着综合国力的提高和经济的发展，飞机成了人们出行的主要交通工具之一，人们对飞机的质量和需求量逐渐增大，飞机装配技术亟需提升，需符合新时代行业发展规律。数字化技术随着计算机技术的快速发展而逐渐成熟，为多个行业和领域带来了新的机遇，目前已经被应用于多个产业，有效加速了相关企业的发展。航空制造业为加快生产速度、提升产品质量，将数字技术应用在飞机装配生产中实现了数字化测量，应用前景十分良好。基于此，本文首先简要分析了目前我国飞机装配领域的发展状况；其次，简单总结并叙述了目前数字化测量技术在飞机装配中的应用情况，以此供专业人士进行讨论和分析。
关键词：数字化；测量技术；飞机装配；应用
引言
飞机制造业，受其产品开发周期长、设计难度大等特点，照比其他机械加工要复杂得多，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，其飞机先进制造体系的发展，具有重大意义。
1数字化测量技术的优点分析
①节省资源、资金成本，新的测量技术，利用新的技术手段，提高了其自动化程度，而且结果的精确度一般都很高。传统的技术，大多是使用人工测量，测量过程中不仅耗费了人力、物力资源，而且由于每一次测量数据较多，给予保存数据工作带来了较多的压力，而采用新技术手段，可以将这些数据归结在数据库里，以便下次测量工作使用。另外，新技术适应了时代的发展，使用周期一般都很长，因此，在飞机测量方面，使用较多，避免了一些资源的浪费，从而节约了成本。②提高了整体的工作效率，新测量技术，主要采用的是计算机技术，通过发出指令的方式，对配件进行测量的工作，整个过程中，较少使用人工，大多是通过程序步骤来进行测量的。这些程序，不仅能够提高测量数据的准确性，还能够对测量数据的结果进行一定的分析。这样一来，不仅能够提高工作效率，还能够确保其结果准确度。
2数字化测量技术在飞机装配中的应用
2.1提升移动生产线质量
由于飞机等航空产品都是体积较大、组装复杂的产品，企业进行生产时必须建立移动生产线进行产品安装，这样既能提高产品的装配速度，又能够提高装配效率，减少工作人员的负担。随着技术水平的提升，移动生产线虽未改变，但在生产线所使用的技术方面实现了突破和创新，通过将数字化测量技术应用在飞机移动生产线装配过程中，实现了装配精度的有效控制，提升了产品最终使用质量。最常使用的数字化测量技术为IGPS技术和数控技术，在安装波音等其他机型的飞机时，都实现了较为良好的应用，零件的安装使用情况更加完善和精准，距离测量和检测等工作质量和效率实现了明显提升，最终产品成效显著。
2.2LEICA激光跟踪仪测量技术
LEICA测量技术，以其独特的优势，使用的范围较广。同时，我国从20世纪90年代，接触这些技术之后，结合我国的实际情况，对其进行了创新，使其真正符合我国飞机装配测量发展需求。跟踪仪体系说明：此类跟踪仪在日常使用的时候，大多运用的3自由度的测量技术，如果出现订单的数量较多的状况，也会采用6自由度的测量技术，以此来提高技术的自由度，这样的转变，不仅能够提高测量的精确度，对于测量结果分析的精确性也有着不可忽视的作用。新技术，主要采用的是动态测量的方式，能够在很短的时间里，把机翼等调整到需要测量的部位，这样一来，不仅节约了时间，也有利于测量结果的准确性。
这项技术在测量时，会先将机翼等固定好，之后其他的测量设备进行测量，避免由于机翼等的不稳定，导致测量结果的不确定性。跟踪仪的测量的时间一般很短，提高了效率。同时，这类测量技术采用程序的方式，将测量的每一个步骤都包括在内，节约资源，减少测量的成本，也符合时代的发展。这种测量的方式，结合飞机装配的各个要素，进行一定的测量，提高测量的准确度，提升我国测量技术。跟踪仪测量技术具有一定的步骤体系，首先是初始的测量，接着，确定理论值，稳固站位，查看实际的数值跟理论数值是否一致，如果不一致，则要返回到上一个步骤，进行偏差的计量，如果一致，则启动3自由度的相关程序进行一定的测量，看测试的结果是不是满足装配的公差，这样的步骤，不仅能够提高工作效率，也节约了人力、物力资源。同时，跟踪仪的测试，主要利用程序的方式，通过计算机技术，直接对测试的结果进行一定的分析，而且，此项技术还能够对测量的数据进行保存的功用，以便下次测量的时候加以使用。
2.3移动式激光扫描仪
移动式激光扫描仪测量原理为激光三角测量法，其工作原理如图3所示.激光光源作为测量的指示光源，将调制后的网状线激光投射在被测表面上，同时又被CCD相机捕获，通过几何光学计算方法即可求解到被测表面的点云数据.同时，在移动式激光扫描仪上，按照一定的空间位置关系，分布了一系列标志点.如图1所示，在测量过程中，当激光扫描仪上的至少3个标志点被两个相机（Ci与Cj表示测量站中可测量到扫描仪标识点的相机）拍摄到时，即可确定激光跟踪仪在全局坐标系下的空间姿态.移动激光扫描仪，使其扫描范围覆盖整个飞机，即可利用相机提供的空间位置信息，完成测量数据的融合。
图1移动式激光扫描仪空间定位
2.4全机水平测量
传统方法全机水平测量是通过经纬仪和水平仪来测量机翼下的关键点和机身前后关键点，以测量工作人员手工测量方式获得上述测量点的相关参数，再计算出这些点在机身坐标轴方向上的偏差，进而调整飞机的水平状态。目前是由1台激光雷达和14台iGPS组成三维形貌数字化多设备协同测量系统进行水平测量。可完成飞机辅助装配标准、动态定位组装等检测工作，能够完成关键部件、部件位移及角度偏差的测量工作，完成大型飞机复杂形面的三维形貌测量。测量精度可达0.2mm，比原有测量系统精度提高1个数量级。使用激光雷达进行机翼水平测量点打制、外形检测及全机水平测图8 整体油箱快速检漏设备组成图量，测量精度较高，并有效地减少了生产准备周期和生产成本。
2.5促进全机对接的实现
为了在全机对接中提高对接精度，人们充分利用数字测量技术，引进激光跟踪测量系统。该技术的使用不仅能够实现整个对接过程具有较高的精度控制，还能够充分发挥自身优势，对周围进行大面积测量，在测量的过程中保持较高的机动性能，在保证不接触机身的前提下实现精准测量。同时，考虑到飞机产品种类众多，在测量过程中会遇见许多不同的情况，因此系统提供了多种运作形式，适用于不同测量情况。由于测量技术进步，对工作人员也提出了新要求，需要他们在面对不同的测量情况做出正确判断，顺利完成工作。
结语
数字化测量技术的应用不仅限于目前国内逐步开始实施的大型数字化项目，在部件装配的每一个环节都可以使用，深入到技术、生产、质保体系中，来监控和保证各个环节的精度。使用数字化测量技术，不仅保证了飞机装配准确度、提高了生产效率，同时实现了飞机产品从零件设计到装配过程的全数字量传递。
参考文献
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[2] 邹爱丽，王亮，李东升，等.数字化测量技术及系统在飞机装配中的应用.飞机数字化检测技术，2011(21)：1.
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