飛機(jī)的測(cè)量輔助裝配技術(shù)

　　在整體托架式對(duì)接系統(tǒng)中，定位器與部件托架相連，通過(guò)驅(qū)動(dòng)托架對(duì)機(jī)體部件進(jìn)行位姿調(diào)整。

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

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

　　關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

　　總結(jié)上述實(shí)例，數(shù)字化測(cè)量設(shè)備、機(jī)電執(zhí)行系統(tǒng)都有通用設(shè)備，因而，MAA系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵在于各種集成軟件的開(kāi)發(fā)，包括實(shí)時(shí)控制和通信、基于設(shè)計(jì)數(shù)模的比對(duì)軟件和最佳配合位置計(jì)算軟件。

　　需要注意到測(cè)量、數(shù)模設(shè)計(jì)軟件和機(jī)電執(zhí)行系統(tǒng)是來(lái)自不同企業(yè)的產(chǎn)品，數(shù)據(jù)格式各不相同，必須進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換。在數(shù)模對(duì)比一環(huán)，在飛機(jī)制造業(yè)通用的數(shù)字化協(xié)同平臺(tái)是CATIA，它具有專用的數(shù)據(jù)格式，給對(duì)比程序從數(shù)模中獲取幾何信息帶來(lái)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?yàn)镃ATIA兼容這種格式，在轉(zhuǎn)換時(shí)不會(huì)損失精度，這對(duì)于要考慮配合面幾何形狀的測(cè)量輔助補(bǔ)償尤為重要。

　　對(duì)于測(cè)量設(shè)備的選型，關(guān)鍵是在進(jìn)行需求分析時(shí)，判斷MAA系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)零部件空間位置判斷和零部件配合面幾何測(cè)量2種功能的1項(xiàng)或者2項(xiàng)。

　　激光跟蹤儀是點(diǎn)位測(cè)量儀器，需目標(biāo)物的配合，因而常用于跟蹤目標(biāo)點(diǎn)的位置；激光雷達(dá)則可以實(shí)現(xiàn)直接的幾何量測(cè)量，不需目標(biāo)物的配合，可以實(shí)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(dá)的價(jià)格遠(yuǎn)高于激光跟蹤儀。如果只是用于跟蹤特定的目標(biāo)點(diǎn)以判斷零部件的空間位置，激光跟蹤儀的綜合效果無(wú)疑要好于激光雷達(dá)。

　　在需要系統(tǒng)完成補(bǔ)償或者最佳配合的時(shí)候必需對(duì)配合面進(jìn)行測(cè)量，在這種情況下照相測(cè)量設(shè)備具有最快的測(cè)量速度，其次是激光掃描儀，激光雷達(dá)因?yàn)槭侵瘘c(diǎn)掃描，它對(duì)于零件表面沒(méi)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(cè)量效果，比如裝配鏡面蒙皮。在獲取大量數(shù)據(jù)的同時(shí)，比對(duì)軟件系統(tǒng)要求很高的處理能力，而且通過(guò)點(diǎn)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(jì)的，在這種情況下使用靶標(biāo)是明智的選擇。

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

　　結(jié)束語(yǔ)

　　目前，在國(guó)內(nèi)飛機(jī)制造中，對(duì)于三維數(shù)字化檢測(cè)設(shè)備的使用方式集中于零件制造精度檢驗(yàn)和工裝型架的安裝檢驗(yàn)，對(duì)于數(shù)字化裝配系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)也集中于大部件的對(duì)接。采用測(cè)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(duì)接總裝配的飛機(jī)裝配全過(guò)程中提高效率和質(zhì)量，更可以實(shí)現(xiàn)與上游飛機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的對(duì)接，提升我國(guó)航空制造業(yè)的技術(shù)水平。