大型飞机装配中的数字化测量系统分析和研究new

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1、DigitalDesignandManufacturingTechnologyforLargeCommercialJet大飞机数字化设计与制造技术大型飞机装配中的数字化测量系统分析和研究AnalysisandResearchofDigitalMeasurementSysteminLarge-ScaleAircraftAssembly北京航空制造工程研究所邹冀华许国康飞机制造技术迅猛发展，其数字化测量技术在飞机装配中的作用越来越重要，地位越来越凸显。采用数字化测量系统不仅可以大幅度提升现代飞机装配的质量和效率，而且更能适应上层的飞机数字化设计，打通从设计、制造到装配的数字化、一体化

2、流程。质量要求。动、快速、精准的测量目的、任务和工国外装配技术的发展非常迅速，作的一套组织体系。其作用和优势[1-4]采用先进数字化技术来实现其精准主要包括以下几点：装配，大量使用了数字化定义模型和（1）具有可进行大型测量工作邹冀华光学测量定位技术、设备。国内飞机的能力。毕业于北京航空航天大学飞行器制造和装配方面还较薄弱，主要是因这对于当今飞机、宇宙飞船、运制造工程系航空宇航制造工程专业，现工作于北京航空制造工程研究所数为在很高装配精度要求下没有系统载火箭等飞行器的尺寸在不断增大字化柔性装配研究室。研究方向为数的研究和运用，没有形成一套完整的状况，更有价值。字化装配、数字化测量和

3、数字化容差的体系。因此本文将详细论述大型（2）虽然DMS比较复杂、成本分配技术。飞机数字化装配中的数字化测量系较高，但是其使用生命周期长，长期统（DigitalMeasurementSystem，运用在高成本的飞行器制造业中，从现代飞行器设计正在向着结构DMS）。整个周期成本算来，其成本反而得到整体化、零件大型化、制造精密化的极大的节省。方向发展，如大型飞机机身直径可达数字化测量系统的（3）能够简化工装，使之具有更5m，翼展超过50m，运载火箭芯级直特点与原理强的通用性和柔性。如应用激光跟径更是早已超过5m，这不仅加大了数字化测量系统是利用数字化踪仪实现无定位件装配方案。零件制造

4、的难度，还提高了对装配的设备和技术，以计算机控制来完成自（4）能够完成更加复杂的形位2010年第3期·航空制造技术49论坛FORUM测量任务。其动态实时测量能力可量手段融为一体，共同工作完成装配1　建立测量数字模型库以完成多目标点位置数据的同时反任务。其在装配中的应用原理如图它是一套包含数字模型的测量馈与控制。1所示。从该工作流程框架图中可数据集，应用于数字化测量的各个环DMS采用的数字化测量设备有以看到，DMS大致包含三大块内容：节，也可用做装配后期检验数据集的激光跟踪仪、摄影测量仪、雷达扫描（1）计算机辅助测量样依据。其建立过程如图2所示，建立仪和iGPS等。它们的测量原理都

5、机设计系统环境（Computer依据是工程数据集。是通过控制被测物体的6个自由度AidedMeasurementMock-up从工程数据集中分离出2类模来确定其空间位姿的。在装配设计DesignSystemEnvironment,型信息：几何信息和非几何信息。几和制造过程中，在产品或工装的主要CAMMDSE）；何信息即几何模型，主要是产品的三平面上预先设计出3个光学工具点（2）测量系统环境（Measuring维空间图形，包括辅助的点、线和面（OpticalToolingPoints，OTP），并SystemEnvironment,MSE）；等。给出该产品或工装在正确位置上时（3）

6、测量使用系统环境（Meas-在生成测量用三维数字模型时这3点的理论坐标值，再由数字测量uringExploitationSystem可以根据需要对这些信息进行增删，设备测量这3点，并通过计算机计算Environment,MESE）。提取所需的点线面信息，并基于此生出各点的实际坐标值。由于实际值成必要的测量三维数字信息。所有和理论值之间存在误差，适当调整装计算机辅助测量样机与测量相关的非几何信息都是以属配对象的位置使测量实际值逐渐逼设计系统环境性的形式出现的。根据所需描述的近理论值，当每个点的实际坐标值达CAMMDSE主要是根据数字化对象不同，可以将非几何信息内容分到设计给定的理论

7、坐标值的公差范测量需要，以产品（零部件、工装）为为以下几个方面：反映装配产品结围内时，即确定了产品或工装在装配核心，对产品设计的三维数字模型库构的属性信息，反映装配工艺要求的中的空间正确位置。扩展与重组，生成以测量为目的的三属性，反映测量环境的属性，检验文数字化测量系统工作时还需坚维数字模型（数字样机），并包括工装本和其他属性信息（如反映产品测量持4个原则，即3-2-1原则、自由度的测量模型定义，初步建立有关测量材料的属性等）。分离原则、公差分配原则和主要平面方案、程序编制等的参