激光跟踪仪在某型飞机制造中的应用研究

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1、数字化装配检测DlGITALASSEMBLYINSPECTlON激光跟踪仪在某型飞机制造中的应用研究AppficafionResearchofLaserTrackerinAircraftManufacturing中航工业沈阳飞机工业(集团)有限公司空军驻沈阳地区军事代表局【摘要】阐述了激光跟踪仪组成、测量原理及误差补偿方法二利用激光跟踪仪分别在某型飞机后机身总装、大部件对接和质量检测工位构建了空间测量系统。实现了部件装配平台运动闭环控制，完成了飞机大部件预总装动态调姿引导，对飞机部件装配质量进行了定量监控，大幅度提高了飞机装配效率和质量。

2、关键词：激光跟踪仪飞机部件装配与对接质量控制【ABSTRACTlThecomponents，measurementprin—ciplesanderrorcompensationmethodarepresented．Thespacemeasurementsystemisbuiltinaircraftfuselageas—sembly，largeaircraftcomponentbuttandtestingstationsbylasertracker．Themotionclosedloopcontrolofpartas—semblyplatf

3、ormisaccomplished．Thedynamicadjustmentandguidanceoflargeaircraftcomponentpre—assemblyisalsocompleted．Thequalityofaircraftpartsassemblyismonitoredquantitatively．Thequalityandefficiencyofair-craftassemblyareenhancedgreatly．Keywords：LasertrackerAircraftpartAssem-blyandbuttQu

4、alitycontrol现代飞机正在向着结构整体化、大型化、制造精密化的方向发展，这在加大零件制造难度的同时，对飞机装配精准度也提出了更高要求⋯。欧美先进飞机制造公司装配技术迅猛发展，飞机装配中大量运用数字化测量设备，如激光跟踪仪、局域GPS和激光雷达等，对飞机装配工装安装定位、部件装配定位、对接装配及装配质量等各个装配环节进行控制，实现了基于先进数字化测量技术的精准装配，大幅度提升了飞机装配制造精度12-31。目前，国内飞机制造过程中，数字化测量技术仍多是处于研究和初级应用状态，激光跟踪仪是目前国内使用最为广泛的大空间高精度测量设备，主

5、要用于飞机工装制造与检返修任务，存在使用效率低、测量数据可读性和共享性差、无法对装配进行合理评估等问题，对装配精度提升没有贡献出应有价值【4l。因此，本课题对激光跟踪仪在某型飞机装配中应用进行研究，以期为提高飞机装配精度，保证装配质量提供技术支持。96航空制造技术·2014年第21期张辉周丽高须俊郭洪杰王巍1激光跟踪仪测量原理及误差补偿方法1．1激光跟踪仪组成与测量原理激光跟踪仪是以激光为测距手段并配以反射标靶的仪器，它同时具备绕两个轴转动的测角机构，而形成一个完整球坐标测量系统，可用来测量静态目标，跟踪和测量移动目标或它们的组合。激光跟

6、踪仪主要由激光跟踪头、控制器、反射器(靶镜)、用户计算机和测量软件组成，其中激光跟踪头是整个系统的主体，内部集成角编码器、伺服马达和激光干涉仪等元件激光跟踪仪是目前国内使用最为广泛的大空间高精度测量设备，其基本原理是利用激光来跟踪目标反射器，通过自身的测角系统和激光绝对测距系统来确定空间点的坐标。1_2误差补偿方法1．2．1设备自身误差补偿激光跟踪仪结构和测量原理决定了设备测量误差影响因素较多，主要包括测量方式产生的误差、机械系统产生的误差和靶镜制造的误差。设备误差补偿主要是通过测量软件对设备检校来实现，针对不同形式的误差，采用不同校准方

7、式进行补偿，具体参数及补偿方式如表1所不n表1设备误差参数表误差类型具体参数校准方法¨’M测量误差≤0．5LLlllAI)M绝对距离校准、ll_Ⅵ测量误，ji≤25I上m⋯M雎距校舴ffi度重复性误蓐I)．14”双面精度检验静怎湖垤}误扛：；10LLlll／【11议⋯精度愉验RI{R，≤2．5¨⋯靶镜制造误嚣棱镜中心检查(：¨{．≤10¨1111．2．2测量环境误差补偿针对测量环境误差，激光跟踪仪气象工作站传感器能测量大气压强、温度和空气湿度参数，根据EmScon中建立的数学模型对光在大气中的折射率进行补偿，从而减小跟踪仪的测量误差。但是

8、地基震动给测量造成的干扰没有相应的补偿方式。在稳定的测量环境中，测量环境误差不大于15¨m，测量环境不稳定时，不宜进行测量Q!鱼!工垒!垒墨墨E凹旦!∑!丛墨旦呈星工!Q丛．兰l!：i：!!：