基于数字化测量的飞机型架装配技术研究

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1、基于数字化测量的飞机型架装配技术研究ResearchonAircraftFixtureAssemblyBasedonDigitalMeasurementTechnology沈阳航空航天大学通用航空实验室王巍杨亚文沈阳航空航天大学航空航天工程学部安宏喜张哲【摘要】现代飞机制造装配由传统的模拟量传递向数字量传递转变，为适应飞机快速精确的制造模式，激光跟踪测量设备以其便捷性、高精度广泛应用于航空航天产品制造业中。通过基于数字化测量的飞机型架装配技术研究，分析激光跟踪测量设备系统组成及测量原理，结合某型飞机型架安装应用，分析激光跟踪测量设备最佳拟合型架坐标系算法、各项测量误差产生

2、原因及其特征，介绍飞机型架的安装和测量步骤，基于MBD模型对安装型架进行功能性分析，为实现快速精确安装飞机型架提供理论依据。关键词：激光跟踪测量设备型架测量IABSTRACTlModernaircraftassemblyhasalreadychangedfromtraditionalanalogtodigital，foradaptingtotherapid，accurateaircraftmanufacturingmodel，thelasertrackermeasurementequipmentwithitsconvenient，highaccuracyiswidelyu

3、sedinaerospaceman—ufacturing．Throughresearchonaircraftfixtureassemblybasedondigitalmeasurementtechnology,analysingthela-sertrackermeasurementsystemcomponentsandmeasure—mentprinciples，combiningwithanaircraftfixtureastheresearchobjectanalyseshowtocreatethebestfitfixturecoordinatesandthecaus

4、esofmeasurementtolerance，itintroducestheinstallationandmeasurementproceduresoffixture，analysingthefunctionoffixturebasedonMBDmodel，itprovidesatheoreticalbasisforfastandaccurateinstallationaircraftfixture．Keywords：Lasertrackermeasurementequip—mentFixtureMeasurement当前，我国航空制造业急需改变传统模拟量飞机装配方式

5、，采用高精度、高效率的数字化测量设备，这对飞机数字化装配具有极大的影响。数字化测量技术虽然已在国际上有了一段时间的研究，甚至在某些领域进行了较成功的应用，但是它在飞机装配过程中应用还比较薄弱。结合MBD技术对数字化测量的飞机型架装配技术研究，利用激光跟踪测量设备，将飞机型架装配制造过82航空制造技术·2014年第2l期程由传统的模拟量传递向数字量传递方式转变，详细分析数字化测量设备对飞机型架装配的影响，对提高型架装配精度及缩短飞机制造周期具有重大意义。1激光跟踪测量设备的工作原理激光跟踪测量设备⋯内部集成了角编码器和绝对干涉仪，可以测量空间点与设备之间的角度和距离。绝对干

6、涉仪内部集成了氦氖激光干涉仪和绝对测距仪，既可以相互配合又可以独立工作，通过计算机及控制技术，将测量结果输出为可视化数据。无热源的跟踪头不会因高速转动引发受热不均造成测量误差，会通过自身的校准参数和气象补偿参数对测量过中产生的误差进行补偿，从而得到空间点的三维坐标。测量过程中激光可以自动跟踪锁定靶球光学表面，并配备目标搜寻摄像机，可以实现远距离自动搜索靶球位置进行接光，操作更加简便，减少二次接光产生测量误差。2基于MBD模型装配型架技术飞机装配型架的主要功能是确保飞机产品各个零件在空间的相对定位关系，协调工艺分离面内各个零件准确装配。结合MBD技术，测量型架工具球点，将球

7、点的空间坐标值直接导人测量软件中，建立型架坐标系，与理论CAD模型进行比对，实时检测每一个安装零件的空间位置如图1。在型架设计过程中设计人员给定装配基准点(TBl坐标值，用于测量时建立型架坐标系。有时为了满足数字化测量系统工作需要，还可以将一个实际存在的基准坐标系转换成增强基准坐标系ERS，为快速、精确地测p：望图1基于激光跟踪测量设备安装型架Fig．1Installaircraftfixturebasedonlasertrackermeasuremnetequipment旦!Q!工垒L垒墨墨E幽璺竖!盟墨巳至垦工!Q丛．兰l