浅谈数字化测量技术在飞机装配中的应用

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1、二盟业哑浅谈数字化测量技术在飞机装配中的应用DevelopmentofDigitalMeasurementTechnologyBasedonAircraftAssembly中航工业沈阳飞机工业(集团)有限公司郭洪杰中航工业沈阳飞机工业(集团)有限公司飞机装配专业技术专家．主要研究领域为虚拟装配仿真与无图制造技术．数字化柔性装配技术。拥有3项国家专利．现场可视化装配技术研究成果获得国防科技进步奖二等奖。航空武器装备多品种、，J、批量和低成本快速研制的需求推动r测量设备在辅助加工、制造和装配中的高度集成。以波音、空客为代表的国外先进飞机装配生产线巾，数

2、字化测量技术的应用已由关键零部件的离线26航空制造技术·2011年第2l期随着我国新一代飞机的设计制造不断向数字化进程迈进，以二维图样和模拟量手段检验产品质量的模式已无法适应新一代飞机的技术发展。零件的数控加工、精准成形和飞机快速自动化装配对数字化测量技术的需求越来越迫切；测量技术已成为飞机快速研制的瓶颈。严重制约了飞机装配技术的进步。基于模型和三维标注的面向装配的数字化测量技术已成为未来飞机检测装配的发展方向和主体模式。检测发展到贯穿于制造和装配的检测过程控制和故障维护等全过程的在线自动化测量，测量依据也由二维图样发展为i维CAD模型I]-31。

3、而国内飞机装配中的数字化测量技术应_I{j仅限于激光定位与测量技术在装配T装安装、调整中的初步工程化应用，在辅助飞机协调装配和过程控制方面还是空白，仅在近一两年对产一铺外形测量有些零星的技术探索。目前，国内飞机装配过程中的组部件装配定位和检测还是以大型专用T装定位器、卡板和样板等模拟量手段为主；大部件对接过程以及整机装配后的产品外形检测缺乏有效方法；装配中出现的协调问题原因分析困难，没有详实的测量分析数据为依据，预防问题也无从谈起。随着我国新一代飞机的设计制造不断向数字化进程迈进，以二维图样和模拟量手段检验产品质量的模式已无法适应新一代飞机的技术发

4、展。零件的数控加工、精准成形和飞机快速自动化装配对数字化测量技术的需求越来越迫切；测量技术已成为飞机快速研制的瓶颈，严重制约了飞机装配技术的进步。基于模型和三维标注的面向装配的数字化测量技术已成为未来飞机检测装配的发展方向和主体模式。～一啦哑二生卫数字化测量技术的现状和发展趋势数字化测量技术在飞机装配技术发展历程中有至关重要的作用，没有有效的测量手段就不可能实现自动化装配。数字化测量技术的发展与飞机装配技术的进步是相辅相成的。下面从飞机装配过程中的数字化协调、关键零件质量控制、部件装配、总装对接和移动生产线等几个主要环节的工程应用说明测量技术的现状

5、和发展趋势。1基于精密测量的数字化协调技术现代飞机装配技术进步的主要特征之一就是数字量协调取代了模拟量协调}”，所谓数字量协调就是以数字量的方式对产品、工装在统一基准下进行精确描述，并采用高精度的数字化加工与测量设备将这些数字量物化为模拟量，最终传递到实物上，实现工装之间、工装与产品之间以及产品之间的互换协调性。在数字化标工协调法中，用数字化光学测量系统(如激光跟踪仪、电子经纬仪、室内GPS等)对装配工艺装备进行安装检验，通过测量工装骨架上的光学工具球孔位置，并与工装数模中的光学工具球孔理论坐标值拟合后。在测量软件系统中建立起工装的设计坐标系””。

6、所有其他工装定位器的安装都采用光学测量系统在此设计坐标系中进行，使得装配完成的工装符合设计时的定位功能与协调要求，并使最终装配完成的飞机产品满足设计时的互换协调要求。在数字化测量技术和加工手段没有达到飞机装配要求的高精度水平以前，装配质量只能依赖大量复杂的专用工装来保证。飞机各部件的协调和装配工装的制造要按模线、样板、标准样件等模拟量来保证；工装的安装和校验要经过上样件、调标工、安装、检测和维修定位器；下样件的过程传递环节长、误差大，装配圈1空客不来梅工厂机翼装配工装的检谢效率和产品质量很难达到较高水平。因此，一种新机型的研制周期要长达5年或10年

7、以上(制造标准工装的周期通常在1-2年或更长)。数字化技术的应用和测量技术的发展简化了工装的安装和校验的过程，取消了标准样件，并大幅度缩短了工装制造周期，降低了研制成本。早在十几年前激光跟踪仪在国外飞机装配工装的制造和安装中已广泛使用，图l所示为空客不来梅工厂机翼装配工装的检测实例。图2为利用激光跟踪仪LeicaT—Mac引导柔性夹具定位的工程应用实例。渡音公司在研制装配787客机的过程中．采用了全新的基于模型定义(ModelBasedDefinition，MBD)的技术，取消了全尺寸实物样机．二维图样不再是设计制造过程中所必需的文件，三维模型替代

8、二维图样作为产品制造和检验的唯一依据。质量控制工程师在产品并行设计时根据装配工艺规划制定产品检测规划方案，零件设计时预先定