数字化测量与气垫技术在飞机大部件装配中的应用

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1、。as，!!!!sas。ss!t!!!：：i：丝i!i垦数字化测量与气垫技术在飞机大部件装配中的应用AppHcafionofDigitalMeasurementandAir-CushionTechnologyinAircraftMajorPartAssembly北京航空精密机械研究所昊晓峰张亮亮高伟光f摘要J介绍了数字化别量技术和气垫技术的功能、特．最，以度他们在国内外飞机装配中的应用情况。关键词：iGPS激光跟踪仪气垫技术【ABSTRACTlFunction，characteristic，systemcompositionofdigitalm

2、easurementandair-cushiontechnologyaleintroducedApplicationinaireraf【assemblybo血athomeandabroadisalsopresentedKeywords：iGPSLasortrackerAir-cushiontechnology在航空制造领域．国外公司大量采用先进的数字化测最技术、数控技术和气垫运输技术，使飞机装配工作效率和质量提高到很高的水平，已从传统专用的固定工装发展到适用多机种、批量援配、高教先进的柔性装配阶段。发展数字化测量及大部件运辅定位技术是解决飞机总

3、装工艺、装配方案问题的基础。其中．数字化技术需要使用iGPS测量技术和激光跟踪仪技术．而丈部件运输则依靠气垫运输技术。1数字化测量技术在自动化装配中都要采用数字化测厦系统来辅助定位和移动．从现行应用上看．数字化测量技术主要包括iGPS测量系统和激光跟踪测量技术2种。11iGPS测量技术111技术介绍在工业测量领域，根据CPS全球定位系统的原理。开发出了基于区域GPS技术的三维测量技术，即iGPS(indoor(；Ps)系统。它是一种具有高精度、高可靠性和高效率的测量系统，主要用于解决大尺寸空间的测量与定位问题。112iGPS刺量系统的3走特点(

4、1)测量误差达到一定值后就不再随着测量范围的增大而增大。(2)允许多名技术人员手持传感器独立而并行地进行测量。(3)可在一个坐标系内，完成坐标测量、跟踪测量、准直定位、监视装配等任务。】l3iGl咚系统构成-GPs系统主要由以下5部分组成：(1)发射器：标准的iGPS系统含有4个计量型发射器．用于高精度的计量应用。(2)传感器(3D智能靶镜)：iGPS系统支持各种不同结构的传感器．同时与3个发射器在线通信．这些传感器将自动串行地把精确的3D坐标眚传送给用户。(3)手持探头：iGPS系统在工作区域内可以同时支持无数盘限制的传感器。(4)系统软件：

5、每套iGPS系统都配有基于位置的服务器和手持式无线客户软件．包括计量软件包。(5J接牧器电路：iGFS系统要求每个传感器都要连接到一个放大器和信号处理接收器电路板上。11．4误差分析iGPS在设置和校准过程中将会带来误差，这是因为校准和设置测量不仅包含着与发射器校正有关的误差，而且也包含着与测量有关的正常误差．所以要均匀、合理地采点才能使设置误差最小化。通过分析可知，在整个测量范围内，线性误差是一十常量，而其余误差均与方位角、仰角或测量过程有关。在发射器枝准过程中，要确定以下关键参数并为以后所使用：扇束角l和2；扇束同心误差和2个扇束之间的角旋

6、转距离。其他误差源：光柬换向与时间／温度：发射器头中的光学系统会随温度变化有轻微的漂穆。试验证明，它会造成0．25’的测量不确定度，主要影响水平角的测量精度。旋转头摆动与时闭／温度：试验证明，它会造成】’的测量不确定度，主要影响垂直角的测量精度。光束对称性：它会造成I。的测量不确定度，主要影响水平角的测量精度。旋转噪声：它会造成5。的测量不确定度，可以通过平均的方式降低噪声。在接收器枝准过程中，要确定每个检测器的边界分量．例如圆柱体的实际直径和安装面到检测器面的偏移。这些误差是属线性误差。例如，对于lcra的圆柱检测器耐言，其标准不确定度误差约

7、为30Ⅱm。2010年乖23埘·航窄卅造技术63检测器圆柱对称性：由于柱面的的不平滑性，会造成约为30“m的不确定度误差。放大器：会造成约为025。一0．55的不确定度误差。采样时钟：会造成约为o82。的不确定度误差。12激光跟踪仪技术激光跟踪仪是以激光干涉仪地对测距仪为坝4距手段、以绕2个轴转动的角度编码器为测角手段的移动式坐标测量机。激光跟踪仪系统包括反射镜、角度编码器、电机、位置探测器、分光镜、干涉镜、绝对距离探测器等．可轻松实现目标的静态坐标测量和动态轨迹跟踪。是一种高精度、高分辨率、大范围、智能化动态测量仪器。在直角坐标系、圆柱坐标系

8、和球坐标系中，唯有球坐标系是只要求1个氏度量和2个角度量的．而激光跟踪仪正是基于球坐标系的空间坐标测量机。2气垫运输技术随大型飞机柔性装配的生产组织，