數(shù)字化測(cè)量技術(shù)在飛機(jī)制造、裝配中的應(yīng)用

劉輝

摘 要：現(xiàn)階段飛機(jī)制造與裝配工作日漸復(fù)雜，在具體實(shí)施期間涉及到的流程較多，需要配合使用專(zhuān)項(xiàng)可行的數(shù)字化測(cè)量技術(shù)手段，借助激光跟蹤測(cè)量、三維激光掃描測(cè)量、數(shù)字照相測(cè)量等裝置，收集飛機(jī)制造、裝配期間的各類(lèi)信息，加強(qiáng)飛機(jī)制造與裝配管控力度。本文就針對(duì)此，以數(shù)字化測(cè)量技術(shù)概念為切入點(diǎn)，提出數(shù)字化測(cè)量技術(shù)在飛機(jī)制造、裝配中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)以及具體應(yīng)用方向，以期為相關(guān)工作人員提供理論性幫助。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化測(cè)量技術(shù);飛機(jī)制造裝配;應(yīng)用

前言：飛機(jī)內(nèi)部構(gòu)件種類(lèi)較多，不同構(gòu)件的制造與裝配要求不同，如沒(méi)有加強(qiáng)實(shí)際管理力度，僅采用傳統(tǒng)測(cè)量方式，將難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在于飛機(jī)制造與裝備期間的各類(lèi)問(wèn)題，導(dǎo)致飛機(jī)生產(chǎn)質(zhì)量與運(yùn)營(yíng)期間的安全及質(zhì)量無(wú)法得到根本上保障。通過(guò)在飛機(jī)制造與裝配期間使用數(shù)字化測(cè)量技術(shù)，能夠切實(shí)增強(qiáng)構(gòu)件裝配期間的精準(zhǔn)度，減少模擬量非公共環(huán)節(jié)傳遞過(guò)程，增強(qiáng)飛機(jī)制造與裝配時(shí)的準(zhǔn)確度。

1、概述數(shù)字化測(cè)量技術(shù)

1.1數(shù)字化測(cè)量技術(shù)概念

數(shù)字化測(cè)量主要就是以數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ)的測(cè)量工作，通過(guò)對(duì)測(cè)量理論及技術(shù)進(jìn)行一定程度優(yōu)化。隨社會(huì)城市化發(fā)展進(jìn)程不斷加快，各領(lǐng)域建設(shè)規(guī)模日漸擴(kuò)大，飛機(jī)制造、裝配工程測(cè)量工作也需要制定出更為完善的信息化測(cè)量體系，加強(qiáng)測(cè)量工作監(jiān)管力度，不斷利用最新科技技術(shù)。

隨著計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展速度不斷加快，測(cè)量?jī)x器逐漸趨向于智能化發(fā)展，數(shù)字化測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用范圍出現(xiàn)擴(kuò)大。通過(guò)將定位系統(tǒng)、信息系統(tǒng)及遙感技術(shù)融合在一起，進(jìn)一步延伸飛機(jī)制造、裝配工程測(cè)量服務(wù)領(lǐng)域。

數(shù)字化測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用核心主要就是借助數(shù)字化建模、數(shù)字仿真過(guò)程，模擬工程設(shè)計(jì)、建造流程，分析存在于設(shè)計(jì)與制造環(huán)節(jié)的不當(dāng)之處，制定出更為專(zhuān)項(xiàng)可行的生產(chǎn)以及裝配路徑，增強(qiáng)工程整體實(shí)施質(zhì)量水平。數(shù)字化測(cè)量核心為集成電路，在具體應(yīng)用過(guò)程中涉及各類(lèi)通用及專(zhuān)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(jī)制造與裝配過(guò)程中，內(nèi)部包括的零部件需要依照飛機(jī)現(xiàn)有產(chǎn)品技術(shù)要求進(jìn)行精準(zhǔn)定位，并借助規(guī)定連接手段，確保各構(gòu)件能夠準(zhǔn)確無(wú)誤地安裝在指定位置。由于飛機(jī)構(gòu)件生產(chǎn)裝配期間會(huì)受到構(gòu)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(shí)際設(shè)計(jì)、制造與裝配過(guò)程更為復(fù)雜。為確保各構(gòu)件能夠在具體安裝及運(yùn)行期間協(xié)同配合，可將數(shù)字化測(cè)量技術(shù)應(yīng)用在具體生產(chǎn)及裝配過(guò)程中。借助數(shù)字化測(cè)量設(shè)備，對(duì)飛機(jī)制造及裝配過(guò)程進(jìn)行模型化定義，配合使用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，精準(zhǔn)測(cè)量飛機(jī)制造及裝配全過(guò)程涉及到的參數(shù)數(shù)值。

1.2數(shù)字化測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

通過(guò)將數(shù)字化測(cè)量技術(shù)應(yīng)用在飛機(jī)制造、裝配工程測(cè)量工作中，能夠從根本上提升測(cè)量工作質(zhì)量及效率，增強(qiáng)測(cè)圖工作的準(zhǔn)確性、自動(dòng)化水平。數(shù)字化測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用范圍廣、測(cè)量效率高，可以更好應(yīng)用在形狀復(fù)雜及安裝難度較大的微機(jī)構(gòu)件生產(chǎn)與裝配過(guò)程中，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)存儲(chǔ)，縮短測(cè)量工作開(kāi)展時(shí)間，控制測(cè)量人員工作量，增強(qiáng)實(shí)際測(cè)量工作效率。

數(shù)字化測(cè)量技術(shù)具有更為顯著的自動(dòng)化特征，通過(guò)將數(shù)字技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)融合在一起，切實(shí)提升飛機(jī)制造、裝配工程測(cè)量工作的自動(dòng)化水平。通過(guò)將數(shù)字測(cè)量計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用在測(cè)量工作中我對(duì)測(cè)量結(jié)果展開(kāi)自動(dòng)化計(jì)算，保障測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)性，降低人為計(jì)算誤差發(fā)生幾率。

數(shù)字化測(cè)量技術(shù)的圖形信息較為豐富，能夠增強(qiáng)飛機(jī)制造、裝配工程測(cè)量坐標(biāo)值的精準(zhǔn)度，豐富構(gòu)件規(guī)格特征。通過(guò)使用不同測(cè)量信號(hào)對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行補(bǔ)充，還可以提升測(cè)量數(shù)據(jù)利用率，確保測(cè)量結(jié)果能夠在優(yōu)化進(jìn)飛機(jī)制造、裝配工程實(shí)施方案中發(fā)揮出重要指導(dǎo)作用。

數(shù)字化測(cè)量技術(shù)的存儲(chǔ)極為便捷，使測(cè)量結(jié)果與產(chǎn)品信息在存儲(chǔ)中不變形，切實(shí)增強(qiáng)飛機(jī)制造、裝配工程設(shè)計(jì)圖紙中的實(shí)用性，避免在飛機(jī)制造、裝配測(cè)量工作開(kāi)展期間出現(xiàn)重復(fù)測(cè)量問(wèn)題。通過(guò)對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行全面存儲(chǔ)，還可以擴(kuò)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(cè)量成果，還能夠在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行各類(lèi)設(shè)計(jì)比較，使各要素能夠被更好統(tǒng)計(jì)、匯總與疊加，增強(qiáng)社會(huì)生產(chǎn)作業(yè)期間的自動(dòng)化、規(guī)范化水平。

測(cè)量是飛機(jī)制造、裝配工程制造、裝配工作開(kāi)展的重要基礎(chǔ)，需要在正式制造、裝配前設(shè)置合理的安裝位置，制定專(zhuān)項(xiàng)可行實(shí)施方案。通過(guò)將數(shù)字化測(cè)量技術(shù)應(yīng)用在飛機(jī)制造、裝配工程測(cè)量工作開(kāi)展中，能夠?yàn)橹圃臁⒀b配質(zhì)量檢驗(yàn)提供重要理論依據(jù)，輔助工程制造、裝配安全及質(zhì)量管理工作高質(zhì)高效開(kāi)展。

2、數(shù)字化測(cè)量技術(shù)在飛機(jī)制造、裝配中的應(yīng)用方向

2.1激光跟蹤測(cè)量

激光跟蹤技術(shù)是數(shù)字化測(cè)量中光學(xué)跟蹤測(cè)量的重要手段，現(xiàn)階段被主要應(yīng)用在武器靶場(chǎng)試驗(yàn)、航空航天領(lǐng)域。在具體應(yīng)用期間，激光跟蹤測(cè)量設(shè)施可以借助工具測(cè)量及成像原理，對(duì)測(cè)量目標(biāo)靜態(tài)形象、動(dòng)態(tài)變化軌跡、姿態(tài)、運(yùn)動(dòng)期間發(fā)生的各類(lèi)情況進(jìn)行不間斷的跟蹤式測(cè)量。同時(shí)，激光跟蹤測(cè)量技術(shù)還能夠更為清晰的展現(xiàn)出跟蹤測(cè)量目標(biāo)。借助測(cè)量目標(biāo)的紅外輻射及可視光視覺(jué)特征，直觀展現(xiàn)出監(jiān)測(cè)對(duì)象實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。

激光跟蹤測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)部包括攝像機(jī)、跟蹤監(jiān)測(cè)設(shè)備、數(shù)據(jù)處理設(shè)備、邏輯處理裝置。在具體運(yùn)行時(shí)，多臺(tái)設(shè)備可以依照測(cè)量目標(biāo)具體情況進(jìn)行靈活組合，共同組成激光跟蹤測(cè)量系統(tǒng)。

在彈道測(cè)量期間，激光跟蹤測(cè)量設(shè)備能夠獲取被測(cè)量目標(biāo)在空間中的位置、速度及加速度變化數(shù)值。如在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)以及固定攝像機(jī)等設(shè)備，檢測(cè)出發(fā)動(dòng)機(jī)等設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)速度是否與預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)相同。

在姿態(tài)事件測(cè)量運(yùn)行過(guò)程中，激光跟蹤測(cè)量可配合使用跟蹤望遠(yuǎn)鏡、高速攝像機(jī)等設(shè)備，對(duì)飛機(jī)飛行姿態(tài)以及飛機(jī)飛行過(guò)程中相關(guān)事件的數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤時(shí)監(jiān)控。如在飛機(jī)出現(xiàn)異常滾動(dòng)以及偏航等問(wèn)題的情況下，激光跟蹤測(cè)量裝置能夠結(jié)合實(shí)際拍攝畫(huà)面構(gòu)建起三維動(dòng)態(tài)模型，設(shè)計(jì)人員針對(duì)動(dòng)態(tài)模型變化情況展開(kāi)評(píng)估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)與解決存在于飛機(jī)制造與裝配期間的各類(lèi)不合理問(wèn)題，確保飛機(jī)始終處于安全可靠運(yùn)行狀態(tài)。

在目標(biāo)特征測(cè)量設(shè)備運(yùn)行期間，可借助目標(biāo)紅外信號(hào)特征、可見(jiàn)光信號(hào)特征展開(kāi)測(cè)量工作。舉例而言，配合使用激光雷達(dá)裝置，捕捉光信號(hào)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(cè)距手指，判斷飛機(jī)所處空間位置特征。

2.2三維激光掃描

三維激光掃描測(cè)量是在原有GPS技術(shù)基礎(chǔ)上研發(fā)出的更加先進(jìn)測(cè)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(diǎn)云數(shù)據(jù)，獲取目標(biāo)檢測(cè)物信息，從根本上提高監(jiān)測(cè)物信息的分辨率及精準(zhǔn)性。利用三維激光掃描裝置，向飛機(jī)零部件或整體發(fā)送激光。激光照射到構(gòu)件表面，測(cè)量數(shù)值就會(huì)直接反饋到與掃描裝置相連的計(jì)算機(jī)分析系統(tǒng)中，為相關(guān)工作人員制定飛機(jī)裝備與設(shè)計(jì)方案提供重要理論依據(jù)。

總結(jié)：總而言之，在飛機(jī)制造及裝配工作開(kāi)展期間，涉及到的工藝及技術(shù)手段較為復(fù)雜，對(duì)構(gòu)件整體形狀、尺寸要求更高。在飛機(jī)構(gòu)件制造、裝配過(guò)程中，需要構(gòu)件形狀、尺寸等依照一定模擬量傳遞，借助數(shù)字化測(cè)量系統(tǒng)，最大限度減少對(duì)公共環(huán)境，從根本上提升協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度，確保飛機(jī)制造、裝配工作能夠高質(zhì)高效開(kāi)展。

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