（中航飞机股份有限公司，710089）
摘要：本文将从飞机装配的概况出发，对飞机装配运用数字化测量系统与技术的策略进行分析、探究，希望为相关人员提供一些帮助和建议。
关键词：飞机装配；测量技术；数字化测量
引言：
所谓数字化检测与测量技术指的是借助电子经纬仪、雷达扫描仪、igps、激光跟踪仪等数字化测量设备，按照飞机数字化模型来控制计算机精密、快速、自动测量飞机装配重要特征数据所使用的相关技术。由于数字化的测量系统与技术具有诸多优点，得到了飞机装配的大量应用。因此，研究飞机装配运用数字化测量系统与技术的策略具有一定现实意义。
一、飞机装配的概况
原有飞机装配工作通常使用以模拟量传递为基础的协调互换体系，检验与测量通过标准样件与样板等工具进行。原有检验与测量方法在过去起到了重要作用，伴随现代飞机飞速发展，对飞机装配的长寿命、高可靠性有了进一步需求，并且装配质量与精度要求也更高，这使得原有检测方法已经不能有效符合现阶段测量飞机装配的需要。而数字化技术出现后，飞机装配工作得到了较大飞跃。目前，数字化的测量系统与技术逐渐变成飞机装配技术不可或缺的一部分，有利于飞机装配实现数字化信息传递。
二、飞机装配运用数字化测量系统与技术的策略
（一）三维激光扫描
三维激光扫描这一测量系统主要包括电缆线、计算机软件、计算机、直流与交流电源箱、扫描仪箱等组成部分，该系统不会受温度因素的较大影响，没有较高的环境要求，处于全黑暗、日光照射等多种环境都能够正常使用。三维激光的扫描系统不同于激光跟踪仪、全站仪、经纬仪、三坐标测量仪等多种点测量设备，主要是进行局部或者整体目标的坐标数据三维扫描测量，以此来获得连续、全面、完整的点坐标全景数据。该系统做到了坐标非接触性测量，对于无法进入工作人员的地带有更大优势，可以借助高分辨率进行点云数据的获取，还能对目标表面属性与结构进行直接采集，但是该系统的测量精度低于其它类型的数字化测量系统[1]。
飞机装配运用三维激光扫描时，无需精准地定位点云所有的点，只需要对点云描述的空间构成与实体进行三维实体高精度重构。这使得该技术大量应用到飞机阶差、接缝宽度等快速检查装配质量的现场工作。例如，波音公司在检验和测量飞机舱门的装配工作中主要使用三维激光扫描技术。
（二）igps
igps指的是室内gps，igps的测量系统主要以gps技术测量的原理为基础，根据gps技术开发的高效率、高可靠性与高精度的测量系统，主要包括网络分析软件、计算机、传感器、激光脉冲发射器等。该系统借助三边测量原理，通过构建三维坐标体系开展测量的工作。红外发射器生成的空间分布信号由传感器接受，然后位置与角度等信息由接收机转换，于是能够得出当前测量对象所处位置。对于三边法的测量系统，角度测量无需进行，测量的精度主要由gdop值与距离测量精度决定，这使得igps测量坐标的优越性更强。igps系统能够实现空间大尺寸坐标系的构建，监视装配、准直定位、跟踪测量、坐标测量等测量任务都能够完成于该坐标系中，这使得igps可在不转站的前提下对超大尺寸对象进行测量，并且能够多用户同时测量，温度因素不会对该系统产生影响，测量值稳定使测量精度较低的缺点得以弥补，因此，igps比激光跟踪仪更适合进行全域测量。
igps的测量技术与系统早在上个世纪末就得到了美国的研究与推广。例如，波音公司对接777、F/A18、747飞机总装时便对igps技术进行了应用。在对接后来的波音787飞机部件时，igps技术得到了更成熟的运用，可以精准地装配与对接波音787飞机。
（三）激光跟踪仪
激光跟踪仪这一测量系统主要包括反射器、用户计算机、激光跟踪头等组成部分。激光跟踪仪能够以球坐标系为基础，对飞机装配进行动态轨迹跟踪与静态坐标测量。激光跟踪仪属于工业测量系统的大尺寸、高精度的测量仪器，其特点是便于操作、安装快速、动态测量跟踪、效率与精度高等，能够有效应用于装配飞机的大尺寸工件。不过，激光跟踪仪会在较大程度上受气压、温度等条件所影响，测距是相对测距，跟踪时不可以丢失激光束，而且合作目标与测距需要密切的配合，属于接触式测量系统[2]。
对于飞机制造来讲，激光跟踪仪这一数字化的测量系统应用最广泛，包括测量飞机外形、定位装配的零部件、调整对接的工装等。例如，波音公司在装配X32飞机时，通过四台激光跟踪仪来展开装配部件的空间定位，使装配、对接大部件的工作有效完成。同时，马丁公司在装配F35飞机时，对emas装配对接系统进行了应用，使F35飞机装配与对接的精确性得到了保证，而激光跟踪仪技术则是emas系统的关键。另外，空客公司在对接、装配A400M飞机相关部件时也对激光跟踪仪技术进行了全面运用。
（四）数字照相
数字照相这一测量系统主要包括pcmcia、一体化计算机、手持数字相机等组成部分。该系统借助计算机视觉、相位测量、结构光等多种技术，从多角度对相同目标开展多次照相工作，实现数字图像信息的获取，然后按照三角测量的基本原理对点云实际空间坐标进行解算。该系统便于携带与操作，测量工作可以在稳定性差的环境中开展，尤其在快速测量动态物体坐标方面十分适用。
数字照相这一测量系统有较高的对象材质、现场光线敏感度，当存在较大测量范围时会降低效率并增加误差，因此该系统不适宜评估飞机装配大型部件的精度，不过对于一些固定情况适用，比如借助图像快速识别的技术检测蒙皮铆钉的数量、借助摄影测量的技术对细节尺寸进行检测、检测典型型面与飞机蒙皮等。例如，空客公司在装配A380飞机的机身舱门与机身段时，对数字照相技术进行了有效利用。
结语：
总而言之，研究飞机装配运用数字化测量系统与技术的策略具有十分重要的意义。相关人员应对飞机装配的概况有一个全面了解，在飞机装配中能够全面运用三维激光扫描、igps、激光跟踪仪、数字照相等多种数字化的测量系统与技术，从而更好地完成飞机装配工作，推动我国航空事业的长期、稳定发展。
参考文献
[1]赵纯颖.数字化装配仿真装配技术在飞机装配中的应用探究[J].科技风,2018，(29):107.
[2]赵建国,刘新宇,于思阳.飞机大型复杂构件三维数字化协同测量方法研究[J].航空制造技术,2018,61(05):55-59.