数字化测量系统在大部段对接装配中的应用

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1、数字化测量系统在大部段对接装配中的应用ApplicationofDigitalMeasurementSysteminMajorPartButt北京航空制造工程研究所邹冀华周万勇邹方【摘要】分析了数字化剥量系统的作用和构成．井针对飞机大部件对接．阐述其辅助装配流程，测量数据处理以厦测量环境的布置等问题。奉研究为数丰化洲量技术在飞机蓑配中的工程化应用提供了技术基础。关键词：数字化测量装配大部段lABsTR^cTIThemnctionandthecompositionofIhemeasurementsy

2、stemareanalyzedAimingatoncmajor-partbuttitem，theaidedassembtyprocess．山emen—Siirerltentdatatreatmentandthemeasurementenvironmen—tallayouta聆expatiatedThroughthestudy,ourtechnicalbaseisexpandedforlheengineeringapplicationofthedigitaImeasurementtechnology

3、intheaircraftassemblyKeywords：DigitizationMeasurementA$sem—blyM蛳orpart当今飞机装配技术正向着数字化，自动化、柔性化方向发展．这是飞机装配领域发展的必然趋势，它使得装配效率和质量群以大幅度提高。而在飞机数字化柔性装配技术体系中．测量辅助装配子系统成为其重要组成部分，并使用了数字化的高精度光学测量设备”’。它埘定位机构、目标产品等进行监控，并采集装配对象的必要位姿信息，处理、传递数据信息给中央控制台和控制系统．以帮助自动定位机构的蠲

4、姿运动。当前国际上刚于飞机装配的先进测量技术和设备越来越多，如应用在787，A380、F-35等最新机型的数字化装配中，几种主要数字化测量系统在E机装配中的应用见图I”“．1测量系统的作用在飞机数字化柔性裟配系统中．测量是“眼睛”，计掉机软件是“大脑”．控制系统魁“神经”．自动定位器机构是“手脚”。测量系统的目的是为了更准确地“看”到物体，进行识别，并将有效的f占息'f々递给“大脑”，如图2所示。整个测量辅助装配的流程包括r测量采集、数据处理、数据传递与存储反馈控制等环节。通过激光跟踪仪等光学测址

5、设备’o地面测量点建52皖空翻遗挂术·2010年第23斯脚1激光耀蹿仪．拈PS、激光t达在新型1机装置中的应用F101Applicationoflasortracker．}GPS，laserradarinnowaIfcmnasSembly圈2翻■幕皖在1机觳宇化柔性装配§统中的作用Fi92Roleofmoasurementsysteminaircraftdigitalfloxibleassemblysystem立装配坐标系．并与自动定位嚣、对接部件I：测量点等建立关系；通过激光跟踪仪自身的坐标系．

6、将地面基准定位器基座基准、定位器顶端连接处位置、对接部段产品的空间位姿以及飞机理沦坐标系等相互联系起来(见罔3)．从而可以在装配过程中确定出各个待测对象的位置，以便接下来的仿真分析、后簧处理和伺服拄制调整”。。2蔫量辅助装配子系统的构成在硬件方面应包括一套新型的光学测量跟踪仪器及轻便的坐标测量设备。目前，大尺寸空间测量设备主要包括激光跟踪仪、iGPS测量系统、激光雷达、摄影测量设备等。数字光学攫}最仪器应具有实时跟踪测量、检验．枝准等功能，通常1台仪器不一定能宴现飞机数字化柔蝌憩圈3测量点和坐标《

7、的美％Fq3Relationsc¨agrambetweenmeasuringpointsandccordinatesystems性装配需求．则可通过多台或多种设备组合来完成，在软件方面可开发专用程序，以求解出是佳p：巨配运算方法。通过2步算法计算出最佳位置。第一步是将所有点的定位从它们自身的坐标系转换为统一的装配坐标系；第二步算法则用于计算将装配部件运动到所需位置(如对接目标位置)的运动量，即平移距离和转动角度等．井考虑到了操作者所用的装配惯例。当确定了装配对象间的位置关系后．在中央计算机内部可将

8、处理的数据信息传递给控制系统．或编制出1份完整的报告．该报告为操作者提供调整定位器位姿所需的各种信息。3潮量系统用于辅助装配的澶程对飞机大部件对接装配实际过程而言．从对接部件吊装定位到最后对接上准备连接．整个过程的测最控制调整采用基于激光跟踪仪的数字化测量子系统．其测量辅助装配流程见图一“。(1)建立基准坐标系：部段装夹在型架上后薷要确定其在装配坐标系中的位置．因此建立的基准坐标系即装配坐标系应尽可能与设计时理论的整体坐标系一致。(2)激光跟踪仪铡置对接部段上各关键特征(KeyCh