數(shù)字化測量技術在飛機制造、裝配中的應用

劉輝

摘 要：現(xiàn)階段飛機制造與裝配工作日漸復雜，在具體實施期間涉及到的流程較多，需要配合使用專項可行的數(shù)字化測量技術手段，借助激光跟蹤測量、三維激光掃描測量、數(shù)字照相測量等裝置，收集飛機制造、裝配期間的各類信息，加強飛機制造與裝配管控力度。本文就針對此，以數(shù)字化測量技術概念為切入點，提出數(shù)字化測量技術在飛機制造、裝配中的應用優(yōu)勢以及具體應用方向，以期為相關工作人員提供理論性幫助。

關鍵詞：數(shù)字化測量技術;飛機制造裝配;應用

前言：飛機內部構件種類較多，不同構件的制造與裝配要求不同，如沒有加強實際管理力度，僅采用傳統(tǒng)測量方式，將難以及時發(fā)現(xiàn)存在于飛機制造與裝備期間的各類問題，導致飛機生產(chǎn)質量與運營期間的安全及質量無法得到根本上保障。通過在飛機制造與裝配期間使用數(shù)字化測量技術，能夠切實增強構件裝配期間的精準度，減少模擬量非公共環(huán)節(jié)傳遞過程，增強飛機制造與裝配時的準確度。

1、概述數(shù)字化測量技術

1.1數(shù)字化測量技術概念

數(shù)字化測量主要就是以數(shù)字化技術為基礎的測量工作，通過對測量理論及技術進行一定程度優(yōu)化。隨社會城市化發(fā)展進程不斷加快，各領域建設規(guī)模日漸擴大，飛機制造、裝配工程測量工作也需要制定出更為完善的信息化測量體系，加強測量工作監(jiān)管力度，不斷利用最新科技技術。

隨著計算機與網(wǎng)絡技術發(fā)展速度不斷加快，測量儀器逐漸趨向于智能化發(fā)展，數(shù)字化測量技術的應用范圍出現(xiàn)擴大。通過將定位系統(tǒng)、信息系統(tǒng)及遙感技術融合在一起，進一步延伸飛機制造、裝配工程測量服務領域。

數(shù)字化測量技術的應用核心主要就是借助數(shù)字化建模、數(shù)字仿真過程，模擬工程設計、建造流程，分析存在于設計與制造環(huán)節(jié)的不當之處，制定出更為專項可行的生產(chǎn)以及裝配路徑，增強工程整體實施質量水平。數(shù)字化測量核心為集成電路，在具體應用過程中涉及各類通用及專用數(shù)字IC、數(shù)字接口電路、數(shù)字信息采集系統(tǒng)以及數(shù)字儀器儀表等。

在飛機制造與裝配過程中，內部包括的零部件需要依照飛機現(xiàn)有產(chǎn)品技術要求進行精準定位，并借助規(guī)定連接手段，確保各構件能夠準確無誤地安裝在指定位置。由于飛機構件生產(chǎn)裝配期間會受到構件自身剛性、飛行環(huán)境等因素影響，在具體裝配期間需要使用大量的鉚接及螺栓連接方式，實際設計、制造與裝配過程更為復雜。為確保各構件能夠在具體安裝及運行期間協(xié)同配合，可將數(shù)字化測量技術應用在具體生產(chǎn)及裝配過程中。借助數(shù)字化測量設備，對飛機制造及裝配過程進行模型化定義，配合使用計算機輔助技術，精準測量飛機制造及裝配全過程涉及到的參數(shù)數(shù)值。

1.2數(shù)字化測量技術的應用優(yōu)勢

通過將數(shù)字化測量技術應用在飛機制造、裝配工程測量工作中，能夠從根本上提升測量工作質量及效率，增強測圖工作的準確性、自動化水平。數(shù)字化測量技術的應用范圍廣、測量效率高，可以更好應用在形狀復雜及安裝難度較大的微機構件生產(chǎn)與裝配過程中，對測量數(shù)據(jù)進行自動存儲，縮短測量工作開展時間，控制測量人員工作量，增強實際測量工作效率。

數(shù)字化測量技術具有更為顯著的自動化特征，通過將數(shù)字技術與計算機技術融合在一起，切實提升飛機制造、裝配工程測量工作的自動化水平。通過將數(shù)字測量計算機軟件應用在測量工作中我對測量結果展開自動化計算，保障測量結果的精準性，降低人為計算誤差發(fā)生幾率。

數(shù)字化測量技術的圖形信息較為豐富，能夠增強飛機制造、裝配工程測量坐標值的精準度，豐富構件規(guī)格特征。通過使用不同測量信號對設計圖紙進行補充，還可以提升測量數(shù)據(jù)利用率，確保測量結果能夠在優(yōu)化進飛機制造、裝配工程實施方案中發(fā)揮出重要指導作用。

數(shù)字化測量技術的存儲極為便捷，使測量結果與產(chǎn)品信息在存儲中不變形，切實增強飛機制造、裝配工程設計圖紙中的實用性，避免在飛機制造、裝配測量工作開展期間出現(xiàn)重復測量問題。通過對信息數(shù)據(jù)進行全面存儲，還可以擴大信息用途，滿足不同用戶的信息使用需求。借助數(shù)字化測量成果，還能夠在計算機上進行各類設計比較，使各要素能夠被更好統(tǒng)計、匯總與疊加，增強社會生產(chǎn)作業(yè)期間的自動化、規(guī)范化水平。

測量是飛機制造、裝配工程制造、裝配工作開展的重要基礎，需要在正式制造、裝配前設置合理的安裝位置，制定專項可行實施方案。通過將數(shù)字化測量技術應用在飛機制造、裝配工程測量工作開展中，能夠為制造、裝配質量檢驗提供重要理論依據(jù)，輔助工程制造、裝配安全及質量管理工作高質高效開展。

2、數(shù)字化測量技術在飛機制造、裝配中的應用方向

2.1激光跟蹤測量

激光跟蹤技術是數(shù)字化測量中光學跟蹤測量的重要手段，現(xiàn)階段被主要應用在武器靶場試驗、航空航天領域。在具體應用期間，激光跟蹤測量設施可以借助工具測量及成像原理，對測量目標靜態(tài)形象、動態(tài)變化軌跡、姿態(tài)、運動期間發(fā)生的各類情況進行不間斷的跟蹤式測量。同時，激光跟蹤測量技術還能夠更為清晰的展現(xiàn)出跟蹤測量目標。借助測量目標的紅外輻射及可視光視覺特征，直觀展現(xiàn)出監(jiān)測對象實際運行狀態(tài)。

激光跟蹤測量系統(tǒng)內部包括攝像機、跟蹤監(jiān)測設備、數(shù)據(jù)處理設備、邏輯處理裝置。在具體運行時，多臺設備可以依照測量目標具體情況進行靈活組合，共同組成激光跟蹤測量系統(tǒng)。

在彈道測量期間，激光跟蹤測量設備能夠獲取被測量目標在空間中的位置、速度及加速度變化數(shù)值。如在飛機發(fā)動機及齒輪、軸承等工件安裝完畢后，可以借助經(jīng)緯儀、看照相機以及固定攝像機等設備，檢測出發(fā)動機等設備運轉速度是否與預期設計目標相同。

在姿態(tài)事件測量運行過程中，激光跟蹤測量可配合使用跟蹤望遠鏡、高速攝像機等設備，對飛機飛行姿態(tài)以及飛機飛行過程中相關事件的數(shù)據(jù)進行跟蹤時監(jiān)控。如在飛機出現(xiàn)異常滾動以及偏航等問題的情況下，激光跟蹤測量裝置能夠結合實際拍攝畫面構建起三維動態(tài)模型，設計人員針對動態(tài)模型變化情況展開評估，及時發(fā)現(xiàn)與解決存在于飛機制造與裝配期間的各類不合理問題，確保飛機始終處于安全可靠運行狀態(tài)。

在目標特征測量設備運行期間，可借助目標紅外信號特征、可見光信號特征展開測量工作。舉例而言，配合使用激光雷達裝置，捕捉光信號特征以及激光束發(fā)射方向，收集方位角、俯仰角以及激光測距手指，判斷飛機所處空間位置特征。

2.2三維激光掃描

三維激光掃描測量是在原有GPS技術基礎上研發(fā)出的更加先進測量手段。借助三維激光掃描方式，可以提供掃描物體表面三維點云數(shù)據(jù)，獲取目標檢測物信息，從根本上提高監(jiān)測物信息的分辨率及精準性。利用三維激光掃描裝置，向飛機零部件或整體發(fā)送激光。激光照射到構件表面，測量數(shù)值就會直接反饋到與掃描裝置相連的計算機分析系統(tǒng)中，為相關工作人員制定飛機裝備與設計方案提供重要理論依據(jù)。

總結：總而言之，在飛機制造及裝配工作開展期間，涉及到的工藝及技術手段較為復雜，對構件整體形狀、尺寸要求更高。在飛機構件制造、裝配過程中，需要構件形狀、尺寸等依照一定模擬量傳遞，借助數(shù)字化測量系統(tǒng)，最大限度減少對公共環(huán)境，從根本上提升協(xié)調準確度，確保飛機制造、裝配工作能夠高質高效開展。

參考文獻：

[1]馮斌.關于數(shù)字化測量技術在飛機裝配中的應用探析[J].裝備維修技術，2020（02）：199.

[2]孫丹.數(shù)字化測量技術在飛機制造、裝配中的應用[J].科學技術創(chuàng)新，2018（14）：180-181.

[3]陳曉芳.數(shù)字化測量技術及系統(tǒng)在飛機裝配中的應用[J].科技創(chuàng)新與應用，2016（30）：115.

[4]張連環(huán).數(shù)字化測量技術在飛機裝配中的應用[J].世界有色金屬，2016（15）：157+160.

[5]符剛，肖慶東，荊道艷，李光麗.智能制造技術在飛機部件數(shù)字化裝配中的應用[J].航空制造技術，2014（S1）：5-8+15.