飛機(jī)大部件裝配外形數(shù)字化組合測(cè)量技術(shù)的探究

飛機(jī)大部件裝配外形數(shù)字化組合測(cè)量技術(shù)的探究

Summary：目前，飛機(jī)大部件裝配外形數(shù)字化組合測(cè)量技術(shù)逐漸受到重視，而隨著我國(guó)飛機(jī)大部件裝配外形數(shù)字化組合測(cè)量技術(shù)的引進(jìn)，該技術(shù)在航天工業(yè)制造方面的應(yīng)用和發(fā)展其中關(guān)鍵性的作用。同時(shí)，作為一種飛機(jī)裝配的技術(shù),它具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：集數(shù)字化控制測(cè)量等各種技術(shù)為一體，協(xié)調(diào)合作，切實(shí)解決飛機(jī)大部件裝配問(wèn)題。本文主要通過(guò)對(duì)提高飛機(jī)大部件裝配外形數(shù)字化組合測(cè)量技術(shù)的必要性，以及關(guān)于飛機(jī)裝配外形數(shù)字化組合測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用分析進(jìn)行分析，并針對(duì)出現(xiàn)的一些問(wèn)題提出加強(qiáng)飛機(jī)裝配數(shù)字化組合測(cè)量工作的對(duì)策，以全面推進(jìn)數(shù)字化組合測(cè)量技術(shù)在航天工業(yè)飛機(jī)大部件裝配外形工作當(dāng)中的的應(yīng)用，從整體上提高飛機(jī)裝配技術(shù)水平和質(zhì)量，促進(jìn)社會(huì)數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展。Keys：飛機(jī)大部件、裝配外形、數(shù)字化組合、測(cè)量技術(shù)探究一、提高飛機(jī)大部件裝配外形數(shù)字化組合測(cè)量技術(shù)的必要性

為了確保飛機(jī)的安全性，航天工業(yè)制造方面飛機(jī)大部件裝配工作本身的要求是比較高的，需要確保飛機(jī)外形的相關(guān)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，因?yàn)轱w機(jī)大部件的裝配，其中包括了機(jī)翼和機(jī)身裝配，這兩個(gè)部位是飛機(jī)的重要構(gòu)成，也是飛機(jī)裝配的一個(gè)重要的部分。因此，對(duì)飛機(jī)裝配外形的精度進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，離不開(kāi)數(shù)字化組合測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用。該技術(shù)是保證飛機(jī)大部件裝配外形的重要保障，并且對(duì)飛機(jī)制造整體的檢測(cè)技術(shù)和水平有著非常大的影響。同時(shí)，數(shù)字化組合測(cè)量技術(shù)還能促進(jìn)飛機(jī)大部件裝配外形工作效率的提高，與傳統(tǒng)的測(cè)量方法不同，數(shù)字化組合測(cè)量技術(shù)能夠很好地克服飛機(jī)外形尺寸比較大，檢測(cè)精度掌握不準(zhǔn)以及曲面測(cè)量等方面困難，充分使用先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)對(duì)獲取機(jī)身機(jī)翼等飛機(jī)大部件外形數(shù)據(jù)，從而減少飛機(jī)大部件裝配外形制造時(shí)間的投入，不斷提高飛機(jī)制造的整體質(zhì)量和水平。二、關(guān)于飛機(jī)裝配外形數(shù)字化組合測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

1.就目前來(lái)說(shuō)，由于受到傳統(tǒng)的飛機(jī)大部件裝配測(cè)量工作的限制，航天工業(yè)使用的測(cè)量技術(shù)越來(lái)越不能適應(yīng)新時(shí)代的航天發(fā)展的實(shí)際需要，因?yàn)閷?duì)于現(xiàn)階段的飛機(jī)部件裝配來(lái)說(shuō)，為了達(dá)到測(cè)量飛機(jī)大部件裝配外形的預(yù)期目標(biāo)，滿足現(xiàn)代化的飛機(jī)裝配需求，就必須提高測(cè)量技術(shù)的要求，切實(shí)解決飛機(jī)大部件裝配的各方面問(wèn)題。目前我國(guó)許多在數(shù)字化組合測(cè)量技術(shù)研究領(lǐng)域方面的專家和學(xué)者對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了更加深入的探索，比如說(shuō)充分利用激光跟蹤儀和攝影測(cè)量系統(tǒng)等先進(jìn)設(shè)備和途徑對(duì)飛機(jī)大部件裝配外形進(jìn)行測(cè)量，后來(lái)有學(xué)者將激光跟蹤儀和關(guān)節(jié)管測(cè)量?jī)x結(jié)合起來(lái)，共同組成了更加完備的測(cè)量設(shè)備和技術(shù)。通過(guò)使用這些現(xiàn)代化的技術(shù)，大大減少了測(cè)量的誤差，得到的數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)，飛機(jī)大部件裝配外形測(cè)量工作的效率顯著提高。

2.誠(chéng)然，使用單一的測(cè)量設(shè)備有著明顯的缺點(diǎn)，因?yàn)閮H僅使用一種類型的設(shè)備，會(huì)導(dǎo)致各個(gè)方面不能兼顧。比如說(shuō)使用激光跟蹤儀，即使該設(shè)備測(cè)量的準(zhǔn)確度比較高，測(cè)量的范圍也比較大，然而在對(duì)測(cè)角的準(zhǔn)確度是不夠的，容易受到環(huán)境因素的影響，測(cè)量所用的時(shí)間也比較長(zhǎng)，不夠高效率，因此僅僅依靠激光跟蹤儀是無(wú)法進(jìn)行一些比較復(fù)雜部件的測(cè)量工作。而工業(yè)攝影測(cè)量?jī)x則具有體積小攜帶方便的優(yōu)點(diǎn)，在具體的飛機(jī)大部件測(cè)量工作當(dāng)中發(fā)揮著比較重要的作用，因?yàn)榄h(huán)境方面對(duì)該設(shè)備的干擾比較小。其次是對(duì)于一些比較分散的測(cè)量點(diǎn)以及曲面變化比較大的飛機(jī)大部件，可以使用關(guān)節(jié)管測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)量工作，該設(shè)備能夠有效地獲取到飛機(jī)大部件復(fù)雜型面更加精細(xì)的數(shù)據(jù)。由此可見(jiàn)，推進(jìn)飛機(jī)大部件裝配外形測(cè)量工作，需要積極運(yùn)用數(shù)字化組合測(cè)量技術(shù)，以提高飛機(jī)大部件裝配外形測(cè)量整體的質(zhì)量效率。三、加強(qiáng)飛機(jī)裝配數(shù)字化組合測(cè)量工作的對(duì)策

在進(jìn)行飛機(jī)大部件裝配測(cè)量工作之前，需要提前做好測(cè)量設(shè)備等準(zhǔn)備工作，接著嚴(yán)格按照要求進(jìn)行飛機(jī)大部件裝配外形測(cè)量工作。在測(cè)量的過(guò)程當(dāng)中要始終保持監(jiān)控，做好數(shù)據(jù)的保存和管理工作，以保證相關(guān)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。具體可以從以下幾個(gè)方面完成：

1.首先，飛機(jī)大部件的裝配部件要放到指定的位置，接著調(diào)整一下工裝的位置，并仔細(xì)檢查，以確保配件能夠安裝成功。把相關(guān)工裝的位置調(diào)整好之后就可以進(jìn)行下一個(gè)步驟裝配件入位。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中可以使用吊裝設(shè)備進(jìn)行操作，同時(shí)完成相關(guān)的裝配數(shù)模的導(dǎo)入工作，比如說(shuō)工裝數(shù)模和裝配件數(shù)字標(biāo)工，以及激光跟蹤儀模型等等，這些都是進(jìn)行飛機(jī)裝配件的入位所必需的設(shè)備。同時(shí)，為了確保飛機(jī)裝配工作的順利展開(kāi)，工作人員需要格外注意的事情是在導(dǎo)入裝配數(shù)模之前，要先預(yù)熱好各個(gè)設(shè)備，并仔細(xì)檢查所有的跟蹤儀是否能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，以及網(wǎng)絡(luò)狀況是否良好等，做好控制系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)組建等各方面的準(zhǔn)備工作，保證軟件系統(tǒng)處于初始化狀態(tài)，切實(shí)為飛機(jī)裝配入位提供強(qiáng)有力的保障。在裝配入位的過(guò)程當(dāng)中，飛機(jī)裝配的工作人員通過(guò)操作發(fā)出執(zhí)行命令后，裝配測(cè)量系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)作，各種跟蹤儀也開(kāi)始測(cè)量工作。裝配測(cè)量系統(tǒng)獲取各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的數(shù)據(jù)并進(jìn)行指揮，計(jì)算出結(jié)果之后進(jìn)行裝配。而激光跟蹤儀則執(zhí)行采集測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)的任務(wù)，進(jìn)行各種誤差測(cè)算，確保數(shù)據(jù)的精確度。

2.實(shí)時(shí)并行協(xié)同測(cè)量。為了確保在飛機(jī)大部件動(dòng)態(tài)裝配的實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)仿真，就必須使用一定數(shù)量的激光跟蹤儀進(jìn)行裝配外形的測(cè)量工作，保證跟蹤儀及時(shí)獲取到有效的裝配部件的位置信息，各跟蹤儀需要在裝配過(guò)程中進(jìn)行協(xié)同合作，始終保持測(cè)量工作同步進(jìn)行。并行測(cè)量技術(shù)是飛機(jī)裝配測(cè)量的重點(diǎn)，為了促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)通信和各激光跟蹤儀的有效鏈接，可以使用適用各測(cè)量設(shè)備，且范圍較廣的測(cè)量方法，比如說(shuō)使用基于多線程技術(shù)的實(shí)時(shí)并行協(xié)同的測(cè)量方法，方便工作人員對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，從而保持測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3.建立局域網(wǎng)絡(luò)建立方式。建立局域網(wǎng)絡(luò)有兩種方式：有線路由和無(wú)線鏈接，多線程測(cè)量方式。其中，多線程通信連接測(cè)量方式，其客戶端能夠根據(jù)激光跟蹤儀的具體數(shù)量，控制各個(gè)激光跟蹤儀，同時(shí)由數(shù)量安排線程的動(dòng)態(tài)分配工作，各個(gè)線程的安排明確且精準(zhǔn)，全面輔助激光跟蹤儀的測(cè)量。多線程通信連接測(cè)量的客戶端通過(guò)主線程可以調(diào)整激光跟蹤儀的測(cè)量模式，控制激光跟蹤儀進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量工作。實(shí)際的測(cè)量過(guò)程可以分成以下幾個(gè)方面：

在飛機(jī)大部件裝配外形測(cè)量工作的過(guò)程當(dāng)中，首先進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配各個(gè)激光跟蹤儀的測(cè)量線程，同時(shí)要確保所有的線程與激光跟蹤儀能夠建立有效的通信連接，將測(cè)量模式調(diào)整為動(dòng)態(tài)測(cè)量之后建立完整的測(cè)量系統(tǒng)，始終保持測(cè)量線程為飛機(jī)裝配測(cè)量運(yùn)行狀態(tài)，并向激光跟蹤儀發(fā)出指令，通過(guò)各個(gè)測(cè)量線程指揮激光跟蹤儀進(jìn)行裝配測(cè)量工作。收到指令的激光跟蹤儀進(jìn)入測(cè)量測(cè)量狀態(tài)，在這個(gè)狀態(tài)之下的激光跟蹤儀能夠有效獲取到測(cè)量點(diǎn)的數(shù)據(jù)，得到的各測(cè)量點(diǎn)的數(shù)據(jù)能夠并及時(shí)反饋到主線程，再由主線程進(jìn)行相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)的打包工作，統(tǒng)一發(fā)送到控制系統(tǒng)。為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，測(cè)量需要多次進(jìn)行，以得到測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)的平均值，最后反饋到控制系統(tǒng)，由進(jìn)行數(shù)據(jù)的匯總和分析之后，執(zhí)行裝配動(dòng)作。

此外，為了確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，測(cè)量線程的控制系統(tǒng)必須進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控測(cè)量，同時(shí)保證激光跟蹤儀保持運(yùn)行狀態(tài)?？刂葡到y(tǒng)必須定期作出測(cè)量指令，方便測(cè)量線程得到有效的位置信息，以及一些相關(guān)的測(cè)量數(shù)據(jù)。在主線程得到仿真測(cè)量數(shù)據(jù)之后，發(fā)送給仿真和裝配系統(tǒng)，并執(zhí)行動(dòng)作。最后在一次裝配工作順利結(jié)束之后，再次進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)整理工作，同時(shí)關(guān)閉測(cè)量線程和取消激光跟蹤儀的連接，得到的數(shù)據(jù)以文件形式保存?？偨Y(jié)

總而言之，由于飛機(jī)大部件裝配外形尺寸比較大和曲面等方面的限制，裝配測(cè)量工作比較復(fù)雜且難度大，為了更好地獲取準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)，提高航天工業(yè)測(cè)量工作的效率，就必須重視數(shù)字化組合測(cè)量技術(shù)在飛機(jī)裝配當(dāng)中的應(yīng)用，以不斷提高測(cè)量技術(shù)的質(zhì)量和水平。Reference[1]付刺利.數(shù)字化測(cè)