摘要：近年来，我国科学技术发展很快，有越来越多的数字化技术被应用到实际的工作中去。飞机因其特殊的使用方式对装配过程的要求很高，过去传统的装配方法自动化的程度较低，测量精确度也不高，随着科学的不断进步，数字化测量技术被应用到飞机装配过程中来，不仅提高了测量技术准确性，对于飞机的安全性能等方面有养重要的作用。基于此，本文对数字化测量技术及系统在飞机装配中的应用进行简单的探究。
关键词：数字化；测量技术；飞机装配
引言
飞机是非常复杂的机械设备，在装配过程中涉及到的领域非常广，对技术标准的要求也相对较高，是一项技术复杂、难度大，并需要跨领域合作的集成技术。研究表明，飞机的装配过程对飞机最终的质量以及寿命有非常重大的影响，因此飞机装配过程不容忽视。近年来，随着数字化技术及系统的飞速发展，飞机生产制造行业对飞机装配技术提出了更高的要求与标准，要求飞机装配要提高速度与质量、降低成本并能适应多品种产品的生产要求。
1飞机数字化制造业发展概述
现如今科学技术更新换代很快，要保持新一代飞机的先进性，就需要提升制造技术。信息技术的发展，实现了飞机三维数字化设计，也有效推动了制造技术的数字化。数控机床在飞机零件加工车间的使用，微型计算机在生产管理中的使用，可视为是飞机数字化制造的开端。基于三维数字化模型的传递体系，使得设计定型、零件生产和工装制造同步，极大加快了新机投产。
美国波音777飞机率先实现了无纸化设计制造，这在飞机制造史上具有划时代的意义。空客的智能工厂概念，更是将先进制造推向一个极致。数字化制造的发展，有效的推动了飞机数字化测量技术的发展。国内当前而言，对测量技术、测量设备方面的研究，是发展先进制造体系的一项基础。
2飞机装配系统中数字化测量技术的特点
数字化测量系统在操作时首先要利用专门的数字化测量设备，对飞机部件或者其他需要测量的部位进行自动化的测量，同时将测量到的数据通过传输设备输送到中央控制系统中，并根据专门的数据处理软件，形成直观形象的装配模型图，以便于装配人员准确、科学的进行飞机装配。
与传统的飞机装配方式相比，数字化装配技术效果明显，首先，数字化测量技术的测量准确度明显提高，由于采用了数字化测量技术，因此能够利用数字成像技术，对测量目标进行成像数据分析，将原本具象的飞机部件抽象化，并在计算机显示器上以精确数据展现出来，方便工作人员进行各部件之间的数据计算，从而保证了部件对接的精确性；其次，数字化测量技术的测量范围显著扩大，传统的飞机装配测量，需要人工分片进行，由于受到测量技术的限制，因此大多数情况下只能对较小配件测量，而且整个过程耗费周期长。通过应用数字化测量技术，可以利用扫描仪对需要测量的对象进行扫描测量，显著提高了测量范围和测量效率；最后测量过程可编程控制，由于数字化测量技术结合了电子信息技术、计算机数据处理技术以及其他现代科技，因此在测量过程中，能够利用程序编程，并通过计算机网络实现对装配测量的实时化控制。此外，程序编程其本身自带错误复查功能，当出现数据测试错误或者编程错误时，编程系统会自行编写错误报告，便于控制人员及时发现测量过程中的问题并及时改正，确保测量工作的精确度。
2数字化测量系统在飞机装配中的应用
2.1激光跟踪仪测量系统
激光跟踪测量系统主要由激光跟踪探头、探头操控设备、终端控制与数据处理器、数据信息反馈系统以及其他的系统零部件构成。激光跟踪仪是基于球坐标系的空间坐标测量机，可实现目标的静态坐标测量和动态轨迹跟踪。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆激光跟踪仪测量原理，即通过测量一个长度和两个角度（一个方位角，一个高度角）来确定被测点的三维坐标：设跟踪器的旋转中心和被测靶镜的中心分别为O点和P点。两个角度编码器可分别测量出P点的水平方位角α和垂直方位角β，激光干涉仪可测得O点到P点的距离D，那么P点坐标（X，Y，Z）就能够通过相关的公式计算得出。
激光跟踪测量系统是数字化测量系统的基础系统，其测量精确度高，测量效率快，操作方法也比较简单。此外激光跟踪测量系统安装方法也非常简便，既省时又省力。但是激光跟踪系统位于整个系统最前端的位置，比较容易受到外界环境的影响，例如温差变化、测量距离以及测量对象的反射状况等因素，都会在不同程度上影响测量数据的准确性，加上该系统属于直接接触式的测量系统，因此在实际的工作中要实时对激光进行追踪，杜绝因激光与信息感应系统出现连接失误而产生的的测量失误。
2.2室内GPS测量系统
室内GPS测量系统是根据GPS的测量原理延伸而来的高可靠性、高精度以及高效率的测量系统统由若干个红外激光脉冲发射器、传感器、接收机、计算机及网络分析软件等部分组成。iGPS系统主要利用三边测量原理建立三维坐标体系来进行测量，利用传感器接收空间分布的红外发射器产生的信号，用接收机转换为角度和位置信息，从而得到被测物的当前位置。iGPS系统能建立一个大尺寸的空间坐标系，所有的测量任务，比如坐标测量、跟踪测量、准直定位、监视装配等都可在此坐标系下完成，因此，iGPS在测量过程中不需要转站，多用户可以同时进行测量，互不干扰，也不受温度的影响。虽然iGPS的测量精度相对来说比较低，但是其有一个明显的优势，测量值非常稳定，当测量误差达到一定范围以内后，误差值不会随着测量范围的改变而改变，因此在进行全域测量时，优先使用iGPS。
2.3数字照相测量系统
数字照相测量系统主要依托结构光技术、相位测量技术、计算机视觉技术对目标进行多次多角度照相，以获得数字图像信息，从而依据三角测量原理，解算出点云空间坐标。为了提高经济性，在实际应用中，对于静态目标脱机测量系统可以采用单台数字相机，在两个或多个位置对被测物进行照像，再利用电脑对所得图像进行处理，从而得到被测物三维坐标。数字照相测量系统的特点是设备便于携带，操作起来比较容易，对环境的适应能力较强，即使在不稳定的环境中，依然可以正常的工作。
数字化照相测量系统能够捕捉到外界环境微小的变化，在测量过程中光照的强度、光线的反射情况以及测量目标材质感光性能等因素都可能影响到测量结果，导致计算机数据处理出现较大的误差，制约了数字化照相测量系统的准确率。考虑到上述因素，该系统不宜作为最后的飞机装配测量评估检查系统，但是在飞机装配的某些特殊情况下，该技术能够发挥较大作用，例如可以利用该系统成像速度快、图像分辨率高的特点，对飞机表面蒙皮铆接铆钉数目检查，或者是部件装配后缝隙结合度检测等。
结语
综上所述，数字化测量技术在飞机装配中的应用，大大提高了飞机装配的精确度，保证了飞机装配质量。为了不断提高测量水平，缩小误差值，要加强该学科的尖端研究，与此同时也不能忽视普通技术人员的培养，从而为我国飞机装配事业提供技术，储备人才，为其发展打下基础，带动我国航太事业的发展，使其位于世界领先水平。
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[4]陈晓芳.数字化测量技术及系统在飞机装配中的应用[J].科技创新与应用，2016，30：115.
论文作者:程荟
论文发表刊物:《基层建设》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/25
标签：测量论文; 飞机论文; 系统论文; 技术论文; 激光论文; 坐标论文; 数据论文; 《基层建设》2017年第17期论文;