飞机装配中大尺寸测量场的建立与优化技术研究

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数字化测量技术及系统在飞机装配中的应用

数字化测量技术及系统在飞机装配中的应用摘要：

随着航空工业的快速发展，飞机装配工作变得越来越复杂和繁琐。为了提高飞机装配的效率和质量，数字化测量技术及系统应运而生。本文将介绍数字化测量技术及系统在飞机装配中的应用，包括数字化测量技术的原理和优势，以及系统的构成和应用案例。

一、数字化测量技术的原理和优势

数字化测量技术是一种利用计算机技术和数学算法对实体对象进行非接触式三维测量的技术。其原理是通过激光扫描仪或相机等设备获取目标物体的三维坐标数据，并通过计算机软件处理和分析数据来实现对目标物体的测量和建模。

数字化测量技术具有以下优势：

1. 高精度测量：数字化测量技术能够实现对目标物体的高精度测量，能够捕捉到细微的形态和尺寸差异。

2. 高效率：数字化测量技术的测量速度快，可以大大节省人力和时间成本。

3. 非接触式测量：数字化测量技术不需要与目标物体接触，减少了对目标物体的破坏性。

4. 自动化操作：数字化测量技术可以与计算机软件相结合，实现测量结果的自动化处理和分析。

二、数字化测量系统的构成

数字化测量系统由硬件设备和软件系统构成。

硬件设备包括激光扫描仪、相机、传感器、计算机等。激光扫描仪是最常用的数字化测量设备，可以快速获取目标物体的三维坐标数据。相机可以用来拍摄目标物体的影像和纹理信息。传感器可以用来测量目标物体的形变和温度等参数。计算机是系统的中心处理单元，负责数据的处理和分析。

软件系统包括测量软件和数据分析软件。测量软件能够实现对目标物体的三维测量和建模，包括数据的采集和处理。数据分析软件可以对测量结果进行分析和比对，如与CAD 模型进行比对，检测装配精度和质量。

探讨飞机装配过程数字化测量技术

飞机装配过程是飞机制造的关键环节之一，对于飞机的质量和性能具有重要影响。而

数字化测量技术是现代制造业中的重要技术手段，可以实现对装配过程进行精确测量和数

据记录，提高装配质量和效率。

飞机装配过程的数字化测量技术主要包括三个方面：三维测量技术、图像测量技术和

传感器技术。三维测量技术可以通过激光扫描或光学测量仪器，对飞机零部件进行三维坐

标测量，获取其空间位置和几何形态数据。图像测量技术可以通过相机和图像处理软件，

对飞机外观进行图像识别和测量，检测出可能存在的装配缺陷和问题。传感器技术可以通

过传感器设备实时监测装配过程中的力、压力、温度等物理量，确保装配操作符合要求。

飞机装配过程的数字化测量技术具有以下几个优势。可以实现对装配过程中零部件位

置和相互关系的精确测量，减少因装配误差而引起的装配问题和质量缺陷。可以实现对装

配过程中的装配步骤和方法的数字化记录和分析，为过程优化和质量控制提供依据。可以

实现对装配过程中可能存在的隐蔽缺陷和问题的及时检测和分析，减少后续维修和改造的

风险和成本。可以实现装配过程的数字化模拟和仿真，提前发现并解决装配过程中的问题，保证装配质量和进度。

飞机装配过程的数字化测量技术也存在一些挑战和难点。装配过程中涉及的零部件的

形态复杂多样，如何对其进行精确测量和数据记录需要设计合理的测量方法和仪器。装配

过程中存在各种噪声和干扰，如何提高测量精度和准确性需要有效的信号处理和数据处理

方法。装配过程中涉及的装配工具和设备的精度和稳定性对测量结果也有一定影响，需要

数字化测量技术在飞机装配中的应用研究

作者：王蓓

来源：《中国科技博览》2018年第08期

[摘要]在飞机装配中，传统的测量技术已经无法满足飞机零件高精度、高效的检测要求。而数字化测量技术的快速发展，大大的促进了我国飞机制造业的发展。本文讨论了数字化测量技术的现状和发展趋势，以及数字化测量技术在飞机装配中的应用。

[关键词]数字化；测量；飞机装配；应用

中图分类号：S696 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）08-0168-01

近年来，我国飞机制造业发展迅猛，在世界范围内取得了令人瞩目的成就。飞机制造业属于国家高技术战略产业，主要体现在大型飞机和高性能战斗机的发展上，具有非常重要的战略意义。而随着飞机制造技术的发展和飞机数字化设计的成熟，整机产品和零部件对大尺寸测量提出了更高的要求。传统的测量技术已经无法满足飞机零部件高精度、高效的检测要求。当前以CCD、激光为原理的非接触测量的数字化检测技术，已经被广泛的应用到飞机零部件的设计、制造和装配中来，在飞机制造中占有非常重要的地位。

一、数字化测量技术的现状及发展趋势

在飞机装配技术的发展历程中，数字化测量技术起到了非常关键的作用。没有数字化测量技术就无法实现自动化装配，因此，数字化测量技术和飞机装配技术的发展密切相关。

（一）基于精密测量的数字化协调技术

基于精密测量的数字化协调技术是现代飞机制造业中重要的技术配置。现代飞机装配技术区别于传统飞机制造业的一大特征就是以数字量协调代替了模拟量协调。数字量协调即通过数字量的方式，在统一基准下对产品进行精确的描述，再采用高精度的数字化设备将数字量物化成为模拟量，传递到实物上，以最终实现工装与产品之间以及工装之间的互换协调性。

大尺寸测量技术在航空制造业中的应用及关键技术

大尺寸测量技术在航空制造业中的应用

及关键技术

摘要：本文主要探讨了大尺寸测量技术在航空制造业中的应用及相关关键技术。首先介绍了航空制造业对大尺寸测量的需求和挑战，包括飞机结构的复杂性和多样性，以及精度要求的高度。接着介绍了常用的大尺寸测量技术，如三维激光扫描、光学测量和接触测量等，以及它们的优缺点。随后，详细讨论了大尺寸测量中的几个关键技术，包括坐标系建立与转换、数据配准与融合，以及误差修正与补偿等。最后，总结了大尺寸测量技术在航空制造业中的应用效果，并展望了未来的发展方向。

关键词：大尺寸测量技术；航空制造业；应用；关键技术

引言：

航空制造业作为高精度和高可靠性要求的行业，对于大尺寸测量技术的需求越来越迫切。在飞机结构的设计、制造和维护过程中，对复杂结构件的精确测量是确保其性能和安全性的关键。然而，由于飞机结构的复杂性和多样性，传统的测量方法已无法满足精度和效率的要求。因此，大尺寸测量技术应运而生，并迅速应用于航空制造行业中。本文将重点介绍大尺寸测量技术在航空制造业中的应用，并探讨其中的关键技术，旨在为航空制造业提供更准确、高效的测量解决方案，推动行业的发展和创新。

1航空制造业对大尺寸测量特殊的需求和面临的挑战

1.1 复杂结构件测量需求

航空器的结构件通常具有复杂的几何形状和大尺寸尺寸，如机翼、机身等。这些结构件的精确测量对于确保航空器性能和安全至关重要。例如，机翼的形状

必须符合设计要求，以保证飞行稳定性和气动特性。因此，航空制造业需要大尺

寸测量技术来获取精确的结构件几何信息。

1.2 高精度要求

飞机大部件装配数字化测量场构建技术研究

飞机大部件装配数字化测量场构建技术

研究

摘要：随着航空制造业的不断发展，飞机制造技术得到了突飞猛进的进步，飞机装配部件的外形、尺寸、曲面等方面都会对飞机的制造水平产生极大程度的

影响，这就需要实现飞机大部件装配数字化测量场构建技术的支持，才能够保证

各项参数测量的精准性。对此，文章针对飞机大部件装配数字化测量场构建技术

进行了研究。

关键词：飞机大部件装配；数字化测量；构建技术；研究

引言：

结构装配是飞机制造过程的重要阶段之一，工作量大且协调关系复杂。随着

时代的不断发展，对于飞机的安全性、高效性、经济性以及使用寿命等方面要求

也越来越高，这就使得在结构装配技术方面的要求必须不断提高，主要体现在在

飞机装配质量、装配精度、装配效率等方面，在具体实施过程中，还需要具有更

加良好的柔性化特点。因此，有必要针对结构装配测量场在自动构建以及检测修

正技术方面展开深入的研究，这对于飞机数字化装配测量方面能力的提升具有重

要意义。

1.国内外关于飞机大部件装配数字化测量场的研究现状

1.1国外在飞机大部件装配数字化测量场领域的研究

在数字化技术的不断推进下，使得数字化的测量仪器在测量精度及测量范围

上取得了很大的提升。上个世纪90年代起在国际上就出现了众多数字化测量设备，其中局域GPS、激光跟踪仪以及激光雷达等设备最具代表性，在国外的航空

制造领域有着广泛的应用。国外飞机装配领域综合性的对数字化测量、信息化管理、数控自动定位以及自动对接等众多先进性的技术进行了应用，促使飞机大部

件装配环节不断朝向自动化、数字化以及柔性化等方向发展，不仅能提高飞机生产质量及装配效率，还能减少装配工装数量，降低了成本，这与飞机制造实现数字化发展中的各项要求相适应。

航空航天领域中的结构设计和优化方法研究

一、结构设计方法

传统的方法主要基于经验公式和飞行器的静力学、动力学分析模型。这些方法可以快速得到初步设计，但在性能优化方面有一定的局限性。

而先进的结构设计方法则更加注重计算机仿真和优化技术的应用。这些方法基于有限元分析、计算流体力学和多学科优化等工具，可以更加全面地评估和优化飞行器的结构。

二、结构优化方法

结构优化方法旨在通过最小化重量、最大化刚性等目标函数，配合约束条件，实现最佳化的设计。

1.拓扑优化：拓扑优化的目标是找到最佳的结构形态，并通过将材料集中在承载路径上，实现最佳的刚性和强度。这种方法适用于翼型和整体结构的优化设计。

2.尺寸优化：尺寸优化的目标是确定结构中各个构件的尺寸和形状，以最小化重量或者最大化刚度等性能指标。这种方法适用于设计具体的构件，如翼身结构中的桁架。

3.材料优化：材料优化的目标是选择最佳的材料组合，以满足结构的强度、刚度等要求。这种方法可以进一步优化结构的性能，减轻飞行器的重量，提高其经济性。

4.多学科优化：多学科优化的目标是考虑结构、气动、控制等多个学科的综合优化问题。这种方法可以实现更加全面的优化设计，实现结构的整体性能最优化。

航空航天领域中的结构设计和优化方法的研究是一个持续不断的过程。随着计算机仿真技术的不断发展和硬件性能的提升，结构优化方法将进一

步发展和完善。未来的研究重点将包括多尺度优化、多物理场协同优化等

方向，以满足更加复杂的航空航天需求。

大型飞机装配中的高精度测量技术研究进展

大型飞机装配中的高精度测量技术研究

进展

摘要：随着科技的不断发展和航空工业的不断进步，航空制造业正朝着产品

零部件越来越大且精度越来越高的方向发展。而飞机部件的特点也决定了其具有

曲面形状复杂、尺寸大，外形检测困难等特点。这也导致了目前评价飞机整机装

配质量存在采点密度低、特征点坐标值测量状态与理论状态不一致等问题，无法

准确定位误差位置及误差量。然而，飞机大部件装配外形质量的重要性不可忽视。微小偏差或波动会严重影响产品性能、降低效率并造成能源的大量消耗，直接影

响整体装备最终的气动性能、隐身性能以及结构性能。因此，高精度数字化测量

设备的应用在制造现场快速高效地测量飞机大部件装配外形，成为航空制造领域

研究的热点问题。

关键词：大型飞机装配；高精度测量技术；策略

1飞机大部件装配外形数字化高精度测量方法

1.1飞机大尺寸外形轮廓高精度检测

为了提高飞机大部件装配外形的测量精度，列误差是十分重要的。数字化测

量系统的站位规划和测量轨迹规划也同样至关重要。这些规划可以确保测量的准

确性和稳定性，从而提高测量的精度。同时，非接触式测量方法的出现也提升了

测量效率和自动化程度。在非接触式测量中，激光雷达测量和基于区域生长算法

的站位规划方法可以结合使用，从而提高测量精度和可行性。这种方法可以有效

地减少人为因素的干扰，并可以在较短的时间内完成测量。此外，扫描站位规划

和规划轨迹也可以进一步提升测量效率和精度。在使用数字化测量系统进行测量时，需要注意的是，测量精度的提高不仅仅依赖于测量仪器和方法的改进，同时

也需要考虑到人为因素的影响。因此，定期进行培训和提高员工的技能水平也是

探讨飞机装配过程数字化测量技术

随着现代科技的不断发展，飞机装配领域也在逐步数字化转型。数字化测量技术在飞

机装配过程中的应用，为工艺优化、质量检测和效率提升等方面带来了巨大的助力。本文

将探讨飞机装配过程中数字化测量技术的应用和优势。

值得注意的是，飞机是一个高度精密的装配体系，各个部件之间的尺寸、位置和形状

要求都非常严格。以往的测量方法往往需要使用各种量具来进行手工测量，耗时耗力且容

易出错。为了提高装配质量和效率，数字化测量技术应运而生。

一种常见的数字化测量技术是三维扫描测量。利用三维扫描仪，可以快速、精确地获

取器件表面的三维坐标信息。通过与CAD模型的对比分析，可以检测出装配过程中的尺寸

偏差和形状问题。相比传统的手工测量方法，三维扫描测量具有更高的准确性和效率。并且，它还可以帮助工程师更好地理解装配体系的空间结构，从而优化工艺流程，提高装配

质量。

除了三维扫描测量外，还有其他一些数字化测量技术也在飞机装配领域得到了广泛应用。光学测量技术可以通过激光干涉或投影来测量器件的尺寸、形状和位置。由于光学测

量具有非接触性、高精度和高效率的特点，因此在飞机装配过程中得到了广泛应用。还有

非接触式传感器测量、数字化全息术、虚拟装配技术等多种数字化测量技术也在飞机装配

中得到了应用。

数字化测量技术在飞机装配过程中的应用主要有以下几个方面：一是工艺优化。通过

数字化测量技术获取装配过程中的精确尺寸信息，可以帮助工程师优化装配工艺流程，减

少装配过程中的误差和损耗。二是质量检测。数字化测量技术可以实时监测装配过程中的

探讨飞机装配过程数字化测量技术

随着科技的不断发展和进步，数字化测量技术在各个领域都得到了广泛的应用，飞机

装配过程也不例外。飞机的装配是一个复杂而严谨的过程，任何一丝一毫的偏差都可能对

飞机的安全性和性能造成影响。数字化测量技术在飞机装配过程中的应用显得尤为重要。

本文将从数字化测量技术的基本原理、在飞机装配过程中的应用以及未来发展趋势等方面

进行探讨。

一、数字化测量技术的基本原理

数字化测量技术是利用计算机和相关软硬件设备对实际物体进行测量和分析的一种技

术手段。它的基本原理是通过一定的传感器和测量仪器获取物体的几何形状、尺寸和表面

特征等相关数据，然后将这些数据传输到计算机中进行处理和分析，最终得到物体的详细

三维模型和相关数据。常见的数字化测量技术包括激光测量、光学测量、三维扫描技术

等。

二、数字化测量技术在飞机装配中的应用

1. 精确测量的需求

飞机是一种高科技含量、精密化程度极高的产品，其装配过程对零部件的精确尺寸、

位置和形状要求非常高。传统的测量方法难以满足对飞机零部件的高精度测量需求，因此

数字化测量技术的应用势在必行。通过数字化测量技术，可以精确、快速地获取零部件的

实际尺寸和位置信息，保证飞机零部件的装配精度和一致性。

2. 装配过程的优化

数字化测量技术可以提供全方位的零部件测量数据，并将这些数据与设计图纸进行比

对和分析，从而及时发现零部件的偏差和缺陷。利用数字化测量技术，可以对装配过程进

行优化，及时纠正偏差，保证零部件的装配精度和准确性。

3. 飞机结构与性能分析

利用数字化测量技术获取飞机零部件的三维模型和相关数据，可以对飞机的结构和性

探讨飞机装配过程数字化测量技术

随着科技的发展和进步，飞机制造行业也在不断向数字化转型。飞机装配过程数字化测量技术是其中的一个重要领域。本文将探讨飞机装配过程数字化测量技术的意义、应用和发展趋势。

飞机装配过程中的数字化测量技术对于提高飞机制造的精度和效率具有重要意义。传统的飞机装配过程主要依靠人工测量和调整，容易受到人为误差的影响，并且耗时耗力。而数字化测量技术可以通过高精度的仪器设备和软件系统对飞机零部件进行精确测量和定位，大大提高了装配的精度和效率。这对于飞机的飞行安全和飞行性能有着重要的影响。

飞机装配过程数字化测量技术已经在飞机制造中得到了广泛应用。光学测量技术可以通过激光投影和摄像仪等设备对飞机的结构和尺寸进行测量和分析。三维扫描技术可以将飞机的三维模型转化为数学模型，对飞机结构进行数字化重建和分析。这些技术不仅可以用于飞机的设计和制造，还可以用于飞机的维修和保养。

飞机装配过程数字化测量技术的发展趋势主要表现在以下几个方面。一是测量精度的提高。随着仪器设备和软件系统的不断升级，数字化测量技术的测量精度也会不断提高，更好地满足飞机制造的要求。二是智能化和自动化程度的提高。数字化测量技术可以与机器人技术和人工智能技术相结合，实现飞机装配过程的自动化和智能化。三是数据处理和管理能力的提升。数字化测量技术会产生大量的数据，如何高效地处理和管理这些数据将是一个重要的发展方向。

飞机装配过程数字化测量技术对于飞机制造具有重要意义，并且已经在飞机制造中得到了广泛应用。随着科技的不断进步，数字化测量技术在测量精度、智能化程度和数据处理能力等方面会有进一步的发展和提升。相信未来的数字化测量技术将会为飞机制造行业带来更多的创新和突破。

大尺寸坐标测量技术在大型部件装配应用中的若干问题

ｐｍｂｌｅｍｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｒｇａｅｖｏｌｕｍｅｍｅｔｒｏｌｏｇｙ；ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ；ｃｏｍｐｌｅｘｓｕｒｆａｃｅ；ＵＳＭＮ；ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｏｍｅｃｏｍｍｏｎｍｅｔｒｏｌｏｇｙｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｌａｒｇｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓａｓｓｅｍｂｌｉｎｇａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ｓｕｃｈａｓｈｏｗｔｏｅｖａｌｕａｔｅａｃｏｍｐｌｅｘｓｕｒｆａｃｅｗｉｔｈ
ＭＡＬｉｑｕｎ，ＣＡＯＴｉｅｚｅ，ＷＡＮＧＪｉｈｕ，ＳＵＮＡｎｂｉｎ（ＣｈａｎｇｃｈｅｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｔｒｏｌｏｇｙ＆Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９５，Ｃｈｉｎａ）
术，能够在一般的环境条件下满足大多数零部件的常
拟合的曲面评价方法无法满足装配定位的要求。主要原因在于曲面的偏差是产品的主要参数，决定产品的性能；但装配测量时依赖的是对曲面上具有特殊的结

飞机数字化装配技术体系

作者：韩欣宇

来源：《环球市场信息导报》2018年第06期

现阶段，随着现代数字化技术的发展，基于数字技术基础上的数字化装配技术已经在众多的工业领域之中得到了广泛的应用。在飞机制造过程中的数字化装配技术，是综合众多领域以及技术学科的技术形式，其对优化飞机的装配效率具有非常重要的积极影响。文章主要研究飞机的数字化装配技术体系。

现阶段，随着大量的理论研究以及技术实践，我国已经开始了飞机数字化装配技术体系的构建。这一技术体系的落实，能够从根源上行对我国的飞机装配工艺进行重新定义，以此提高飞机装配效率，突出飞机装配过程中的协调性以及操作性，其能够有效促进我国飞机制造工业的发展，实现飞机制造的自动化管理。

1飞机数字化装配技术的发展现状

与西方一些发达国家相比，我国的科学技术发展实践相对较短，因此，我国一直存在着精密技术运行质量方面的问题。在飞机制造的过程中，对飞机装配的精细把握，于飞机的装配质量具有非常重要的实际影响。虽然说，我国在大量实践的过程中已经形成了集计算机辅助以及激光跟踪等多种技术为一体的飞机装配体系。但是，其在装配的精准度方面与西方发达国家依旧存在一些差别。而随着数字化装配技术的发展，为我国的飞机装配技术优化提供了重要的发展方向。但是，由于技术条件以及理论实践条件方面的限制，我国在飞机数字化装配技术体系的构建方面还存在一些问题：

首先，我国现阶段已经实现了对数字化技术的广泛应用，并能够实现高速的数字化信息传递，但是，在数字化信息的模拟传输方面依旧难以得到良好的解决。而这一技术的限制就导致了我国在飞机数字化装配过程中生产线难以正常运行，装配的执行力较差。其次，随着现代数字化技术的高度发展，数字化已经成为了飞机制造过程中的基本技术需求之一。但是，我国现阶段飞机装配对数字化技术的应用还处于小规模的范围之内，对飞机装配的数字化技术体系构建还存在一定的实际性问题。再次，我国现阶段存在着明显的产品设计与装配工艺脱节问题。而这就导致了飞机在装配过程中存在非常突出的协调性困难，返工率相对较高。此外，数字化技术现阶段在我国的飞机装配过程中并没有得到广泛的应用，一些装配人员在进行装配的过程中，经常会不时翻看纸质的图纸以及技术文件。这一现象，在极大程度上限制了飞机装配的效率，且难以保证良好的装配质量，对飞机的整体稳定性以及安全性具有非常突出的不利影响。

探讨飞机装配过程数字化测量技术

随着科技的不断进步，飞机装配过程的数字化测量技术也在不断发展和应用。这项技

术主要通过使用数字化测量设备和软件来实现对飞机装配过程中各项参数的测量和记录，

从而提高飞机的装配质量和效率。

数字化测量技术在飞机装配过程中具有多种应用。通过使用激光扫描仪等设备，可以

对飞机零部件进行快速而准确的三维测量。这样一来，可以及时发现零部件的尺寸、形状

等方面的问题，并及时进行调整和修正，从而确保装配过程的精度和质量。

数字化测量技术还可以在飞机装配过程中进行零部件的拼装和对位测量。拼装和对位

是飞机装配过程中非常重要的环节，对装配质量起着至关重要的作用。通过使用数字化测

量技术，可以准确地测量零部件之间的对位误差，并及时进行调整和矫正，从而确保飞机

的各个零部件能够完美地拼装在一起。

数字化测量技术还可以用于对飞机外形的测量和检测。飞机的外形是其飞行性能和安

全性的重要指标之一，因此对飞机外形进行准确的测量和检测具有非常重要的意义。通过

使用数字化测量技术，可以对飞机的外形进行高精度的测量和检测，从而及时发现和解决

飞机外形方面的问题。

在飞机装配过程中应用数字化测量技术还需要解决一些技术难题。数字化测量设备和

软件的选型和开发需要花费大量的时间和资源。数字化测量技术的应用需要对装配过程进

行全面的规划和设计，以确保数字化测量技术的有效应用。数字化测量技术在飞机装配过

程中的应用还需要培训和培养一支专业的技术队伍，以保障数字化测量技术的有效运用。

数字化测量技术对于飞机装配过程具有重要的作用。通过使用数字化测量设备和软件，可以实现对飞机装配过程中各项参数的快速、准确的测量和记录，从而提高飞机的装配质

大型飞机装配中的高精度测量技术研究进展

大型飞机装配中的高精度测量技术研究

进展

摘要：随着新一代飞机的发展，对其装配质量和精度的要求越来越高，高精

度测量技术在飞机装配中扮演着至关重要的角色。本文总结了大型飞机装配中高

精度测量技术的研究进展，包括大空间点位高精度测量方法、大型结构外形高精

度测量方法和复合材料结构装配缺陷高精度检测技术。在大空间点位高精度测量

方面，目前主要采用激光干涉仪、全站仪和GPS等技术。这些技术可以实现大空

间点位的高精度测量，能够满足飞机装配中对于位置精度和姿态精度的要求。其中，激光干涉仪具有高精度、高速度、非接触等优点，已经广泛应用于飞机装配

中的大空间点位测量。

关键词：大型飞机；高精度；测量；技术。

引言：在大型结构外形高精度测量方面，主要采用三维扫描仪、光学投影仪

和数字化摄影测量技术等。这些技术可以实现对于大型结构外形的高精度测量，

能够满足飞机装配中对于精度和质量的要求。其中，三维扫描仪可以通过激光或

光线进行三维扫描，将物体表面的几何形状和表面特征数字化，生成三维模型。

光学投影仪则可以通过光学投影将物体表面的形状和轮廓投影到测量平面上，以

获取物体的形状和尺寸。数字化摄影测量技术则可以通过多个摄像头拍摄物体的

多个角度，以获取物体的三维形状和尺寸。

在飞机制造中，这些技术可以用于测量飞机的机身、机翼、发动机和其

他组件的形状和尺寸。这些测量可以用于检查飞机的装配精度、检测零件的偏差

和缺陷，并确保飞机的安全和性能。此外，高精度测量技术还可以应用于航空航

天领域的其他方面，例如航空发动机的研发和测试、卫星和航天器的设计和制造、飞行试验和性能评估等。在这些应用中，高精度测量技术可以帮助工程师和科学

飞机装配过程中尺寸测量及误差分析

（中航工业沈阳飞机工业（集团）有限公司辽宁沈阳110850）

摘要：飞机装配是一个非常重要的环节，它所涉及的学科也非常多，对于飞机装配夹具设计要符合统计学、机械学，而装配后对装配质量的控制，需要特别研究，由于飞机的结构复杂，尺寸大，对于飞机装配后尺寸的测量需要大尺寸测量技术，同时对误差的分析需要大尺寸误差分析原理，如果排除飞机尺寸误差之后，需要对飞机结构误差进行分析，建立大型结构将误差模型，通过飞机工装夹具、飞机各部件的检测，保证飞机产品的质量

关键词：大尺寸测量技术、大尺寸�`差分析、飞机结构误差分析

1 大尺寸测量技术

飞机整体尺寸过大，所以对于飞机尺寸测量时，需要特殊的设备就行测量，现在一般的测量方法是经纬仪和激光仪（图1.1），激光测量飞机尺寸的原理是通过单台激光仪放在不同的位置，对飞机结构件整体覆盖测量

飞机大尺寸测量可以通过单站距离、角度法和多站纯距离法，激光仪测量技术的精度非常高，精度可以达到

10-7um/m，同时测量距离也长

2大尺寸误差分析

大尺寸误差分析通过蒙特卡洛法和笛卡尔坐标系进行分析，通过激光仪极坐标测量原理进行测量，如图2.1.

通过上图的测量原理可以任意测量目标点P对应的坐标值为：

在通过蒙特卡洛法进行计算，蒙特卡洛法的模拟流程图如图2.2.

根据每个输入参数进行误差分析，利用计算机自动生成数样本空间，然后建立数学模型，最后进行抽样统计，最终求得测量坐标在笛卡尔坐标的确定度，来判断测量精度3飞机结构误差分析

飞机精度是设计中关键环节，需要综合分析飞机结构，从飞机根本上解决结构误差，通过误差建模的方法，已知各零件公差的设计要求，根据飞机装配条件，建立分析模型，例如在对飞机前机头结构分析上，通过飞机装配夹具和装配方法进行分解，如图3.1.

大尺寸测量技术的研究_基于飞机形面测量的研究的意义_徐凤

152

推介

Design

一、大尺寸测量的国内外研究现状

航空航天工业的主要产品——航空、航天飞行器（如飞机、导弹、卫星、火箭等）的正常运行需要配备整套精确、可靠的推进、控制、导引等系统,这就使飞行器具有外形尺寸及重量大、外部结构特殊、部件之间相互位置关系要求严格等特点。飞行器的装配通常是在各部件分别部装完成后再进行总体装配, 在装配的整个过程中都需要进行严格的测试,以检查几何外形的准确性、实际轴线与理论轴线的同轴性、部件的安装角等指标是否满足总体设计要求。目前,光学三维坐标测量技术在航空航天制造业的装配测量中占有重要地位。三坐标测量机、摄影测量系统和激光跟踪仪是目前应用较多的三种光学三维坐标测量设备。

（一）国外发展现状

国外在三坐标测量机方面的发展已经非常成熟，比如美国的Brow&Sharpe公司生产的PMM－C700气浮导轨式三坐标测量机精度最高的可以达到1μm，光学式坐标测量机产品中Tolor lobscn公司推出的Primus精度最高的可以达到0.91μm。光学照相非接触测量仪精度比较高，德国GOM公司在这方面目前处于领先地位，其最新产品ATOS Ⅱ可以达到0.1-1mm，而且速度达到1，300，000点/s。

接触式测头测量精度较高，一般适应于规则几何形状的实物扫描，需要测量反映零件特征的少量数据点即可，但是存在工作效率低和须对测头半径进行补偿等缺点。对被测物体表面的材质具有选择性，材质硬度较低，摩擦系数小的物体表面测量精度大大降低，而且有的根本就不能完成测量任务。

（二）国内发展状况