數(shù)字化測量與氣墊技術(shù)在飛機(jī)大部件裝配中的應(yīng)用

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1、。as，!!!!sas。ss!t!!!：：i：絲i!i墾數(shù)字化測量與氣墊技術(shù)在飛機(jī)大部件裝配中的應(yīng)用AppHcafionofDigitalMeasurementandAir-CushionTechnologyinAircraftMajorPartAssembly北京航空精密機(jī)械研究所昊曉峰張亮亮高偉光f摘要J介紹了數(shù)字化別量技術(shù)和氣墊技術(shù)的功能、特．最，以度他們在國內(nèi)外飛機(jī)裝配中的應(yīng)用情況。關(guān)鍵詞：iGPS激光跟蹤儀氣墊技術(shù)【ABSTRACTlFunction，characteristic，systemcompositionofdigitalm

2、easurementandair-cushiontechnologyaleintroducedApplicationinaireraf【assemblybo血athomeandabroadisalsopresentedKeywords：iGPSLasortrackerAir-cushiontechnology在航空制造領(lǐng)域．國外公司大量采用先進(jìn)的數(shù)字化測最技術(shù)、數(shù)控技術(shù)和氣墊運(yùn)輸技術(shù)，使飛機(jī)裝配工作效率和質(zhì)量提高到很高的水平，已從傳統(tǒng)專用的固定工裝發(fā)展到適用多機(jī)種、批量援配、高教先進(jìn)的柔性裝配階段。發(fā)展數(shù)字化測量及大部件運(yùn)輔定位技術(shù)是解決飛機(jī)總

3、裝工藝、裝配方案問題的基礎(chǔ)。其中．?dāng)?shù)字化技術(shù)需要使用iGPS測量技術(shù)和激光跟蹤儀技術(shù)．而丈部件運(yùn)輸則依靠氣墊運(yùn)輸技術(shù)。1數(shù)字化測量技術(shù)在自動化裝配中都要采用數(shù)字化測廈系統(tǒng)來輔助定位和移動．從現(xiàn)行應(yīng)用上看．?dāng)?shù)字化測量技術(shù)主要包括iGPS測量系統(tǒng)和激光跟蹤測量技術(shù)2種。11iGPS測量技術(shù)111技術(shù)介紹在工業(yè)測量領(lǐng)域，根據(jù)CPS全球定位系統(tǒng)的原理。開發(fā)出了基于區(qū)域GPS技術(shù)的三維測量技術(shù)，即iGPS(indoor(；Ps)系統(tǒng)。它是一種具有高精度、高可靠性和高效率的測量系統(tǒng)，主要用于解決大尺寸空間的測量與定位問題。112iGPS刺量系統(tǒng)的3走特點(diǎn)(

4、1)測量誤差達(dá)到一定值后就不再隨著測量范圍的增大而增大。(2)允許多名技術(shù)人員手持傳感器獨(dú)立而并行地進(jìn)行測量。(3)可在一個坐標(biāo)系內(nèi)，完成坐標(biāo)測量、跟蹤測量、準(zhǔn)直定位、監(jiān)視裝配等任務(wù)?！縧3iGl咚系統(tǒng)構(gòu)成-GPs系統(tǒng)主要由以下5部分組成：(1)發(fā)射器：標(biāo)準(zhǔn)的iGPS系統(tǒng)含有4個計(jì)量型發(fā)射器．用于高精度的計(jì)量應(yīng)用。(2)傳感器(3D智能靶鏡)：iGPS系統(tǒng)支持各種不同結(jié)構(gòu)的傳感器．同時與3個發(fā)射器在線通信．這些傳感器將自動串行地把精確的3D坐標(biāo)眚傳送給用戶。(3)手持探頭：iGPS系統(tǒng)在工作區(qū)域內(nèi)可以同時支持無數(shù)盤限制的傳感器。(4)系統(tǒng)軟件：

5、每套iGPS系統(tǒng)都配有基于位置的服務(wù)器和手持式無線客戶軟件．包括計(jì)量軟件包。(5J接牧器電路：iGFS系統(tǒng)要求每個傳感器都要連接到一個放大器和信號處理接收器電路板上。11．4誤差分析iGPS在設(shè)置和校準(zhǔn)過程中將會帶來誤差，這是因?yàn)樾?zhǔn)和設(shè)置測量不僅包含著與發(fā)射器校正有關(guān)的誤差，而且也包含著與測量有關(guān)的正常誤差．所以要均勻、合理地采點(diǎn)才能使設(shè)置誤差最小化。通過分析可知，在整個測量范圍內(nèi)，線性誤差是一十常量，而其余誤差均與方位角、仰角或測量過程有關(guān)。在發(fā)射器枝準(zhǔn)過程中，要確定以下關(guān)鍵參數(shù)并為以后所使用：扇束角l和2；扇束同心誤差和2個扇束之間的角旋

6、轉(zhuǎn)距離。其他誤差源：光柬換向與時間／溫度：發(fā)射器頭中的光學(xué)系統(tǒng)會隨溫度變化有輕微的漂穆。試驗(yàn)證明，它會造成0．25’的測量不確定度，主要影響水平角的測量精度。旋轉(zhuǎn)頭擺動與時閉／溫度：試驗(yàn)證明，它會造成】’的測量不確定度，主要影響垂直角的測量精度。光束對稱性：它會造成I。的測量不確定度，主要影響水平角的測量精度。旋轉(zhuǎn)噪聲：它會造成5。的測量不確定度，可以通過平均的方式降低噪聲。在接收器枝準(zhǔn)過程中，要確定每個檢測器的邊界分量．例如圓柱體的實(shí)際直徑和安裝面到檢測器面的偏移。這些誤差是屬線性誤差。例如，對于lcra的圓柱檢測器耐言，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度誤差約

7、為30Ⅱm。2010年乖23塒·航窄卅造技術(shù)63檢測器圓柱對稱性：由于柱面的的不平滑性，會造成約為30“m的不確定度誤差。放大器：會造成約為025。一0．55的不確定度誤差。采樣時鐘：會造成約為o82。的不確定度誤差。12激光跟蹤儀技術(shù)激光跟蹤儀是以激光干涉儀地對測距儀為壩4距手段、以繞2個軸轉(zhuǎn)動的角度編碼器為測角手段的移動式坐標(biāo)測量機(jī)。激光跟蹤儀系統(tǒng)包括反射鏡、角度編碼器、電機(jī)、位置探測器、分光鏡、干涉鏡、絕對距離探測器等．可輕松實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的靜態(tài)坐標(biāo)測量和動態(tài)軌跡跟蹤。是一種高精度、高分辨率、大范圍、智能化動態(tài)測量儀器。在直角坐標(biāo)系、圓柱坐標(biāo)系

8、和球坐標(biāo)系中，唯有球坐標(biāo)系是只要求1個氏度量和2個角度量的．而激光跟蹤儀正是基于球坐標(biāo)系的空間坐標(biāo)測量機(jī)。2氣墊運(yùn)輸技術(shù)隨大型飛機(jī)柔性裝配的生產(chǎn)組織，