全机数字化测量技术研究

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1、全机数字化测量技术研究摘要：通过对激光跟踪仪测量系统和iGPS测量系统在飞机数字化测量方面应用的优缺点进行比较，选用激光跟踪仪测量对飞机进行水平测量。并对测量过程中可能存在的系统及使用误差进行分析后，进行实际应用。为整机数字化测量奠定了理论和实践基础。关键词：数字化测量iGPS激光跟踪仪水平测量中图分类号：P2文献标识码：A1.研究背景传统飞机装配过程中的测量工作主要采用型架装配机、光学仪器、拉线吊线等传统的工艺方法。不能满足测量精度要求，一方面需要建光学站，周期长，另一方面拉线吊线法精度较低。测量方法手段落后、程序繁琐、对飞机状态要求苛刻、

2、费时较长，且受人为因素影响大，严重制约生产进度，无法胜任高效、模块式生产流程的要求，采用新的数字化测量方法已势在必行。2.数字化测量系统及其优缺点分析在飞机制造中使用的数字化测量系统有：数控坐标测量机，电子经纬仪测量系统，光学准直仪系统，激光自动跟踪仪系统，激光雷迗扫描仪，数字照相测量系统以及室内GPS系统（iGPS）。它们是飞机数字化装配及测量系统的重要组成部分。2.1激光跟踪仪系统2.1.1激光跟踪仪的工作原理激光跟踪仪是大尺寸空间坐标测量系统。位置的敏感单元由两个测角单元和一个测距单元组成。测角单元是两个角度编码器。激光束由光源发出，经

3、过带有两个角度编码器的旋转镜，投向反射器。经反射器反射回来的光一部分与参考光相干涉测出反射镜的相对位移；另一部分反射光则投向光电位置感应器，光电位置感应器将差动信号输出到伺服马迗，马迗控制旋转镜的转角，使激光束始终指向反射镜的中心，两个角度编码器则分别指示出旋转镜的旋转角度。2.1.2激光跟踪仪的技术指标(1)测量范围：水平角：±235°，竖直角±45°，距离0—35米(2)分辨率：角度分辨率0.14s，距离分辨率1.26um。(3)坐标测量精度：静态坐标近点(0—2.5m)±12um，远点(0—2.5m)士lOppm2.1.3激光跟踪仪优点

4、a)激光跟踪仪的优点是测量结果与操作人员无关。从而避免了由于人的因素造成的读数错误。b)激光跟踪仪能对采集的数据进行处理，使处理后的结果更科学，能提高夹具的整体安装精度。C)机动灵活，便于现场安装，激光跟踪仪是面向现场的测试仪器，不需固定在某一特定地方，这个特点极大地方便了大型夹具的现场安装及返修。2.2iGPS测量系统2.2.1iGPS系统工作原理室内GPS(IndoorGPS=iGPS)系统其原理像GPS—样，利用三角测量原理建立三维坐标体系。它利用发射器发出红外光信号，众多个接收器就能独立地计算出它们的当前位iGPS在完成设置后可以自动

5、建立坐标系统。操作人员可以将坐标系统转移到指定位置。一个系统可以由多名操作人员共享。只要安装足够多数量的发射器，iGPS的工作区域不受限制。发射器位置的不布置及使用不同种类的接收器会产生不同的测量精度。2.2.liGPS系统的技术指标信号范围：2〜55m;测量范围：2〜80m;使用温度：-10°C〜50°C;单次测量角精度