飛機的測量輔助裝配技術(shù)

　　在整體托架式對接系統(tǒng)中，定位器與部件托架相連，通過驅(qū)動托架對機體部件進行位姿調(diào)整。

　　在測量設(shè)備的選擇上，除了采用激光跟蹤儀外［10-11］，iGPS是一項更值得關(guān)注的技術(shù)，與激光跟蹤儀相比，iGPS在使用中沒有掉光問題，也不需要轉(zhuǎn)站，系統(tǒng)一次標定后，就可以無限次使用，而且一套iGPS系統(tǒng)能夠滿足多用戶同時使用的要求，這對于同時有多架飛機進行裝配的生產(chǎn)線尤為重要。

　　由于iGPS的上述優(yōu)勢，波音公司從1998年開始研究iGPS測量技術(shù)，并已應(yīng)用于從波音747到F/A-18飛機整機的裝配線中［9］。

　　關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)開發(fā)

　　總結(jié)上述實例，數(shù)字化測量設(shè)備、機電執(zhí)行系統(tǒng)都有通用設(shè)備，因而，MAA系統(tǒng)開發(fā)的關(guān)鍵在于各種集成軟件的開發(fā)，包括實時控制和通信、基于設(shè)計數(shù)模的比對軟件和最佳配合位置計算軟件。

　　需要注意到測量、數(shù)模設(shè)計軟件和機電執(zhí)行系統(tǒng)是來自不同企業(yè)的產(chǎn)品，數(shù)據(jù)格式各不相同，必須進行格式轉(zhuǎn)換。在數(shù)模對比一環(huán)，在飛機制造業(yè)通用的數(shù)字化協(xié)同平臺是CATIA，它具有專用的數(shù)據(jù)格式，給對比程序從數(shù)模中獲取幾何信息帶來了不便，通常的做法是將格式轉(zhuǎn)換成Step（Standard for the Exchange of Product）格式，因為CATIA兼容這種格式，在轉(zhuǎn)換時不會損失精度，這對于要考慮配合面幾何形狀的測量輔助補償尤為重要。

　　對于測量設(shè)備的選型，關(guān)鍵是在進行需求分析時，判斷MAA系統(tǒng)需要實現(xiàn)零部件空間位置判斷和零部件配合面幾何測量2種功能的1項或者2項。

　　激光跟蹤儀是點位測量儀器，需目標物的配合，因而常用于跟蹤目標點的位置；激光雷達則可以實現(xiàn)直接的幾何量測量，不需目標物的配合，可以實現(xiàn)激光跟蹤儀的功能，而且具有掃描零件幾何輪廓的功能，但激光雷達的價格遠高于激光跟蹤儀。如果只是用于跟蹤特定的目標點以判斷零部件的空間位置，激光跟蹤儀的綜合效果無疑要好于激光雷達。

　　在需要系統(tǒng)完成補償或者最佳配合的時候必需對配合面進行測量，在這種情況下照相測量設(shè)備具有最快的測量速度，其次是激光掃描儀，激光雷達因為是逐點掃描，它對于零件表面沒有特別的要求，前2種設(shè)備在零件表面反光率很高的情況下不易獲得較好的測量效果，比如裝配鏡面蒙皮。在獲取大量數(shù)據(jù)的同時，比對軟件系統(tǒng)要求很高的處理能力，而且通過點云數(shù)據(jù)判斷零部件的空間位置和姿態(tài)是很不經(jīng)濟的，在這種情況下使用靶標是明智的選擇。

　　在大部件對接當(dāng)中，iGPS具有很大的優(yōu)勢，如果它的接收器可以做到靶標大小，那么在零部件定位中也有應(yīng)用的可能。

　　結(jié)束語

　　目前，在國內(nèi)飛機制造中，對于三維數(shù)字化檢測設(shè)備的使用方式集中于零件制造精度檢驗和工裝型架的安裝檢驗，對于數(shù)字化裝配系統(tǒng)的認識也集中于大部件的對接。采用測量輔助裝配系統(tǒng)，不僅可以在從組合件裝配、部件裝配和部段（大部件）對接總裝配的飛機裝配全過程中提高效率和質(zhì)量，更可以實現(xiàn)與上游飛機數(shù)字化設(shè)計，計算機集成制造系統(tǒng)的對接，提升我國航空制造業(yè)的技術(shù)水平。