關(guān)于數(shù)字化測量技術(shù)在飛機(jī)裝配中的應(yīng)用探析

許蔚麗

摘要：航空制造業(yè)為了迎合新時代的發(fā)展規(guī)律，不斷尋求產(chǎn)業(yè)突破和技術(shù)創(chuàng)新，在進(jìn)行產(chǎn)品制造時，將數(shù)字化技術(shù)作為產(chǎn)品生產(chǎn)鏈運作的技術(shù)根基，將產(chǎn)品裝配作為企業(yè)發(fā)展的主要項目，同時重視零件的生產(chǎn)過程，盡可能保證零件質(zhì)量的精優(yōu)。航空制造業(yè)不同于其他行業(yè)，生產(chǎn)的產(chǎn)品體積偏大，內(nèi)部構(gòu)造較為復(fù)雜，組裝過程中需要的零件數(shù)量和種類極多，對于質(zhì)量也有著極為嚴(yán)格的要求，一旦出現(xiàn)使用故障，將會造成無法挽回的損失和巨大的影響。如何進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和改進(jìn)，提升飛機(jī)裝配水平，是航空制造業(yè)技術(shù)人員需要不斷思考的問題。

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

前言

當(dāng)前，航空制造業(yè)朝著高精度、高效率、低成本、柔性化的方向快速發(fā)展，產(chǎn)品零部件越來越大且精度要求越來越高，尤其是其中的關(guān)鍵特性，如流體型面的輪廓度、對接同軸度、裝配孔位置度、連接面的間隙等。制造與裝配過程中關(guān)鍵特性的微小偏差或波動會嚴(yán)重影響產(chǎn)品性能、降低效率并造成能源的大量消耗。作為評價飛機(jī)整機(jī)裝配質(zhì)量的關(guān)鍵特性，飛機(jī)幾何外形直接影響整體裝備的氣動性能、隱身性能以及結(jié)構(gòu)性能，因此，大型飛機(jī)整機(jī)幾何外形的精確三維檢測對于航空航天領(lǐng)域高端裝備制造具有重要意義。隨著激光跟蹤儀、激光雷達(dá)、iGPS等高精度數(shù)字化測量系統(tǒng)的發(fā)展，飛機(jī)制造和裝配過程中的測量精度和測量效率有了極大提升。但對于飛機(jī)整機(jī)裝配質(zhì)量的檢測，由于測量狀態(tài)復(fù)雜、測量精度及效率要求高、數(shù)據(jù)量巨大等問題，我國航空制造業(yè)仍普遍以部分特征點坐標(biāo)值來表征飛機(jī)整機(jī)裝配質(zhì)量的水平測量法。這種評價方式由于采點密度低、特征點坐標(biāo)值測量狀態(tài)與理論狀態(tài)不一致等問題，不能精確可靠評價飛機(jī)整機(jī)裝配質(zhì)量，嚴(yán)重影響和制約了飛機(jī)生產(chǎn)質(zhì)量及其飛行性能。因此，利用高精度數(shù)字化測量設(shè)備在制造現(xiàn)場快速高效地檢測大型飛機(jī)整機(jī)外形逐漸成為航空制造領(lǐng)域研究的熱點問題。

1目前我國飛機(jī)裝配領(lǐng)域的發(fā)展情況

隨著電子計算機(jī)技術(shù)的普及，多個產(chǎn)業(yè)都相繼實現(xiàn)了數(shù)字化精準(zhǔn)測量，航空制造業(yè)的飛機(jī)裝配領(lǐng)域也必須適應(yīng)新時代的發(fā)展趨勢，充分利用電子計算機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢進(jìn)行測量技術(shù)和檢測技術(shù)的提升，實現(xiàn)數(shù)字化精準(zhǔn)測量。傳統(tǒng)二維測量方式已經(jīng)不滿足當(dāng)今社會對飛機(jī)裝配的高要求，自動化技術(shù)的廣泛應(yīng)用也使得產(chǎn)品測量技術(shù)必須盡快實現(xiàn)創(chuàng)新和發(fā)展，利用三維立體模型進(jìn)行測量是發(fā)展的必然趨勢，促進(jìn)數(shù)控加工和自動裝配是產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)。

2在飛機(jī)裝配中數(shù)字化測量技術(shù)的應(yīng)用

2.1提升移動生產(chǎn)線質(zhì)量

由于飛機(jī)等航空產(chǎn)品都是體積較大、組裝復(fù)雜的產(chǎn)品，企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)時必須建立移動生產(chǎn)線進(jìn)行產(chǎn)品安裝，這樣既能提高產(chǎn)品的裝配速度，又能夠提高裝配效率，減少工作人員的負(fù)擔(dān)。隨著技術(shù)水平的提升，移動生產(chǎn)線雖未改變，但在生產(chǎn)線所使用的技術(shù)方面實現(xiàn)了突破和創(chuàng)新，通過將數(shù)字化測量技術(shù)應(yīng)用在飛機(jī)移動生產(chǎn)線裝配過程中，實現(xiàn)了裝配精度的有效控制，提升了產(chǎn)品最終使用質(zhì)量。最常使用的數(shù)字化測量技術(shù)為IGPS技術(shù)和數(shù)控技術(shù)，在安裝波音等其他機(jī)型的飛機(jī)時，都實現(xiàn)了較為良好的應(yīng)用，零件的安裝使用情況更加完善和精準(zhǔn)，距離測量和檢測等工作質(zhì)量和效率實現(xiàn)了明顯提升，最終產(chǎn)品成效顯著。

2.2實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化精密測量

飛機(jī)裝配過程過去使用的傳統(tǒng)測量方式主要應(yīng)用模擬量形式，由于模擬情況與真實情況不可避免的存在差異，因此在數(shù)據(jù)精度方面極難控制，隨著飛機(jī)裝配產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程，數(shù)字量形式使用逐漸廣泛，在數(shù)字的精準(zhǔn)要求下，裝配過程的每一階段都對產(chǎn)品有了明確的要求和標(biāo)準(zhǔn)，整個產(chǎn)品生產(chǎn)過程變得更加專業(yè)化、細(xì)節(jié)化、精準(zhǔn)化，產(chǎn)品質(zhì)量具有了更多的保障。三維模型技術(shù)的出現(xiàn)為裝配工作人員提供了一個更加鮮明具體的實物模型，減少了很多由于人為主觀因素而產(chǎn)生的不合理操作，在整個裝配過程中，各個零件之間的協(xié)調(diào)性實現(xiàn)了增強(qiáng)，裝配與組合更加合理和準(zhǔn)確，使工作人員對飛機(jī)裝配提出的要求得到了滿足。

2.3促進(jìn)全機(jī)對接的實現(xiàn)

為了在全機(jī)對接中提高對接精度，人們充分利用數(shù)字測量技術(shù)，引進(jìn)激光跟蹤測量系統(tǒng)。該技術(shù)的使用不僅能夠?qū)崿F(xiàn)整個對接過程具有較高的精度控制，還能夠充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，對周圍進(jìn)行大面積測量，在測量的過程中保持較高的機(jī)動性能，在保證不接觸機(jī)身的前提下實現(xiàn)精準(zhǔn)測量。同時，考慮到飛機(jī)產(chǎn)品種類眾多，在測量過程中會遇見許多不同的情況，因此系統(tǒng)提供了多種運作形式，適用于不同測量情況。由于測量技術(shù)進(jìn)步，對工作人員也提出了新要求，需要他們在面對不同的測量情況做出正確判斷，順利完成工作。

結(jié)束語

綜上所述，目前我國航空制造業(yè)在進(jìn)行飛機(jī)裝配時所使用的技術(shù)仍然較為落后，但數(shù)字化的發(fā)展趨勢極為明顯，通過使用數(shù)字化測量技術(shù)能夠提升自動生產(chǎn)線產(chǎn)品質(zhì)量、實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化精密測量、促進(jìn)全機(jī)對接的實現(xiàn)，能夠有效提升飛機(jī)裝配水平，加速航空制造業(yè)的整體發(fā)展，為我國居民的飛機(jī)出行提供更多安全保障。

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（作者單位：中航飛機(jī)股份有限公司）