飞机装配 装配型架的安装
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第九章 装配型架的安装
激光跟踪测量技术安装型架
激光跟踪仪主要由跟踪头、目标反 射镜、控制电箱和测量软件构成。
16
激光跟踪仪的测量原理
激光跟踪仪为一个球坐标测量系
统，以其回转中心为坐标原点，建
立测量坐标系，其测量原理如图所
示。 P为被测点，通过激光干涉测
距测量极径L ，利用两个角度编码
器分别测量水 平方位角 和 竖 直方
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第九章 装配型架的安装
§9.5 用激光准直仪安装型架 优点: 准确度高,安装效率高 缺点: 受环境温度、气流的影响
14
第九章 装配型架的安装
激光跟踪和CAT（计算机辅助经纬仪）技术
激光跟踪测量仪是一种高速、高精度的三维空间测量装置，它将 水平和垂直方向的角度测量与距离测量结合在一起，建立了采点反射 镜的3D 坐标系，该坐标可以转换到任意工装或零件的坐标系统；高 速马达实现了完全自动的测量，位置探测器保证仪器的高速跟踪能力 。当操作者移动反射镜时，激光跟踪仪会实时“跟踪”并以三维坐标 的形式报告反射镜的准确位置。其三维激光干涉和角度编码器保证了 每秒1000 个测量点参数的高速传输，以及直径为70m 的大空间区域 测量。
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第九章 装配型架的安装
安装前准备： 测量环境应符合仪器使用要求；激光跟踪仪应严格按规定进行预热
、校准、标尺测量等，保证其满足测量要求。在实际测量时，考虑温 、湿度的变化进行补偿；工装框架已完成安装，精度满足要求。
建立工装初始坐标系 按工装图纸的要求通过坐标基准点建立标准温度下的工装坐标系。
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第九章 装配型架的安装
装配型架安装 实质：确定空间坐标系中几何元素的位置
§9.1 用通用测量工具安装型架 （图9-1）
4
第九章 装配型架的安装
§9.2 用标准样件安装法 标准样件：具有飞机部件、组合件或零件真实外形和对接接头的、尺寸准确的 刚性立体样件，作为部件、组合件或零件的尺寸和形状的标准，是制造与协调 有关工艺装备的依据。安装型架用的标准样件称为安装标准样件。
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第九章 装配型架的安装
装配型架安装 实质：确定空间坐标系中几何元素的位置
§9.1 用通用测量工具安装型架 （图9-1） • 在钳工平台上，划出型架的结构位置线，在平台上利用直角尺和高度
尺建立起空间坐标系。对于大尺寸型架，采用细钢丝在型架上纵向、 水平、横向基准线。 型架的定位件，以上述三个相互垂直的平面为基准进行测量和安装。 • 特点：误差大、型架安装准确度低、周期长 • 目前只作为一种辅助的安装方法（用于检修或检测）。
足使用要求，检查并验证工装坐标系符合工装图样要求。 安装工装定位件
根据提供的靶点坐标值，安装工装定位元件(平板、卡板、外形板、钻模板等)。 检查OTP点
在工装所有定位件安装完成后，应对所有按激光测量点安装的工装定位件上的OTP点 进行复查，符合工装图样要求。 数据处理与输出
利用激光跟踪仪获得型架激光测量点的实测值后，应与型架设计理论数据进行比较、 分析，确保安装精度。
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第九章 装配型架的安装
iGPS
21
第九章 装配型架的安装
思考题： 1 飞机装配型架安装方法有哪些，各种安装方法的特点？ 2 激光跟踪仪在飞机型架安装或飞机装配中的应用实例。
22
龙赴巴基斯坦） 3. 制造成本高 4. 标准样件需定期检修，增加检修工作量
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第九章 装配型架的安装
§9.3 用标准工装安装型架
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第九章 装配型架的安装
§9.4 用型架装配机安装型架
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第九章 装配型架的安装
§9.4 用型架装配机安装型架 优点： 1. 不需要制造大尺寸标准样件，只对形状复杂、协调要求高部位采用局
位角 ，即可通过如下公式确定被
测点P的空间坐标(x,y,z) 。
x L sin sin
y
L
cos
sin
z L co s
激光跟踪测量原理图
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激光跟踪仪在工装安装的应用
激光跟踪仪主要完成 测量工装的安装正确与否 和测量靶标点与理论位置 作比较，可以分为以下6 部分：
激光跟踪仪在工装安装 上使用的结构框架
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第九章 装配型架的安装
§9.6 用激光准直仪安装型架
图5-10用激光自动准直的型架安装机 1—横标尺；2—型架卡板；3—横向拖板；4—前目标；5—激光光束；6—激光准直仪；7—电源箱；8—千斤顶І拖动电机；9-千斤顶І；
10—转盘拖动电机；11—千斤顶Ш拖动电机；12—千斤顶Ш；13—转盘；14—纵向拖板；15—横向拖动电机； 16—电子水准仪； 17—后目标；18—立柱； 19—球体目标；20—电气控制箱；21—手动控制盒；22—型架。
部标准样件 2. 型架装配机是机床化的设备，对中小型框架可整体安装，效率高 缺点： 1. 不能用于大型分散式型架的安装,由于型架装配机尺寸的限制 2. 装配型架机本身的准确度 3. 大型装配机,定期检修困难
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第九章 装配型架的安装
§9.5 用光学仪器安装型架（光学仪器的光学视线作为安装型架的基准线） • 准直望远镜(光学直角头） • 坐标经纬仪
第九章 装配型架的安装
康永刚
第九章 装配型架的安装
飞机装配型架安装的重要性和复杂性
1、飞机装配准确度主要取决于型架准确度，尤其是型架安装 的准确度；
2、型架的安装要保证工艺装备之间的协调性；
3、飞机成批生产中要提高型架安装效率。
传统的方法和发展：标准样件法、工具坞或型架装配机---光学仪器的采用---全数字化实时测量仪器的应用
首先，测量基准统一，不管激光跟踪仪放在被测件附近的任何位置， 都能使测量工作始终在工装坐标系下进行。其次，测量数据一致，不 管任何时候在工装坐标系下，激光跟踪仪测量的目标点数据(坐标值) 始终是标准温度下的数值，不受测量环境温度变化的影响，使测量数 据始终保持一致。
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第九章 装配型架的安装
检查工装坐标系 要把所有靶点的三维坐标信息输入至计算机。使用最小二乘转换，保证这些测量点满
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第九章 装配型架的安装
§9.2 用标准样件安装法
型架卡板的安装
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第九章 装配型架的安装
§ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ.2 用标准样件安装法
接头定位件的安装
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第九章 装配型架的安装
§9.2 用标准样件安装法 优点： 1. 用标准样件作为装配型架之间、装配型架与零件工艺装备之间的协调
依据，能保证工艺装备之间具有良好的协调性。 2. 型架制造周期短 3. 批量生产、复制型架数量较多时， 复制型架快、一致性好 4. 便于型架的定期检修 缺点： 1. 标准样件制造工作量大、周期长。 2. 标准样件尺寸越大，刚度难保证，大尺寸样件搬运、使用不方便（枭
第九章 装配型架的安装
激光跟踪测量技术安装型架
激光跟踪仪主要由跟踪头、目标反 射镜、控制电箱和测量软件构成。
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激光跟踪仪的测量原理
激光跟踪仪为一个球坐标测量系
统，以其回转中心为坐标原点，建
立测量坐标系，其测量原理如图所
示。 P为被测点，通过激光干涉测
距测量极径L ，利用两个角度编码
器分别测量水 平方位角 和 竖 直方
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第九章 装配型架的安装
§9.5 用激光准直仪安装型架 优点: 准确度高,安装效率高 缺点: 受环境温度、气流的影响
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第九章 装配型架的安装
激光跟踪和CAT（计算机辅助经纬仪）技术
激光跟踪测量仪是一种高速、高精度的三维空间测量装置，它将 水平和垂直方向的角度测量与距离测量结合在一起，建立了采点反射 镜的3D 坐标系，该坐标可以转换到任意工装或零件的坐标系统；高 速马达实现了完全自动的测量，位置探测器保证仪器的高速跟踪能力 。当操作者移动反射镜时，激光跟踪仪会实时“跟踪”并以三维坐标 的形式报告反射镜的准确位置。其三维激光干涉和角度编码器保证了 每秒1000 个测量点参数的高速传输，以及直径为70m 的大空间区域 测量。
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第九章 装配型架的安装
安装前准备： 测量环境应符合仪器使用要求；激光跟踪仪应严格按规定进行预热
、校准、标尺测量等，保证其满足测量要求。在实际测量时，考虑温 、湿度的变化进行补偿；工装框架已完成安装，精度满足要求。
建立工装初始坐标系 按工装图纸的要求通过坐标基准点建立标准温度下的工装坐标系。
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第九章 装配型架的安装
装配型架安装 实质：确定空间坐标系中几何元素的位置
§9.1 用通用测量工具安装型架 （图9-1）
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第九章 装配型架的安装
§9.2 用标准样件安装法 标准样件：具有飞机部件、组合件或零件真实外形和对接接头的、尺寸准确的 刚性立体样件，作为部件、组合件或零件的尺寸和形状的标准，是制造与协调 有关工艺装备的依据。安装型架用的标准样件称为安装标准样件。
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第九章 装配型架的安装
装配型架安装 实质：确定空间坐标系中几何元素的位置
§9.1 用通用测量工具安装型架 （图9-1） • 在钳工平台上，划出型架的结构位置线，在平台上利用直角尺和高度
尺建立起空间坐标系。对于大尺寸型架，采用细钢丝在型架上纵向、 水平、横向基准线。 型架的定位件，以上述三个相互垂直的平面为基准进行测量和安装。 • 特点：误差大、型架安装准确度低、周期长 • 目前只作为一种辅助的安装方法（用于检修或检测）。
足使用要求，检查并验证工装坐标系符合工装图样要求。 安装工装定位件
根据提供的靶点坐标值，安装工装定位元件(平板、卡板、外形板、钻模板等)。 检查OTP点
在工装所有定位件安装完成后，应对所有按激光测量点安装的工装定位件上的OTP点 进行复查，符合工装图样要求。 数据处理与输出
利用激光跟踪仪获得型架激光测量点的实测值后，应与型架设计理论数据进行比较、 分析，确保安装精度。
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第九章 装配型架的安装
iGPS
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第九章 装配型架的安装
思考题： 1 飞机装配型架安装方法有哪些，各种安装方法的特点？ 2 激光跟踪仪在飞机型架安装或飞机装配中的应用实例。
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龙赴巴基斯坦） 3. 制造成本高 4. 标准样件需定期检修，增加检修工作量
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第九章 装配型架的安装
§9.3 用标准工装安装型架
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第九章 装配型架的安装
§9.4 用型架装配机安装型架
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第九章 装配型架的安装
§9.4 用型架装配机安装型架 优点： 1. 不需要制造大尺寸标准样件，只对形状复杂、协调要求高部位采用局
位角 ，即可通过如下公式确定被
测点P的空间坐标(x,y,z) 。
x L sin sin
y
L
cos
sin
z L co s
激光跟踪测量原理图
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激光跟踪仪在工装安装的应用
激光跟踪仪主要完成 测量工装的安装正确与否 和测量靶标点与理论位置 作比较，可以分为以下6 部分：
激光跟踪仪在工装安装 上使用的结构框架
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第九章 装配型架的安装
§9.6 用激光准直仪安装型架
图5-10用激光自动准直的型架安装机 1—横标尺；2—型架卡板；3—横向拖板；4—前目标；5—激光光束；6—激光准直仪；7—电源箱；8—千斤顶І拖动电机；9-千斤顶І；
10—转盘拖动电机；11—千斤顶Ш拖动电机；12—千斤顶Ш；13—转盘；14—纵向拖板；15—横向拖动电机； 16—电子水准仪； 17—后目标；18—立柱； 19—球体目标；20—电气控制箱；21—手动控制盒；22—型架。
部标准样件 2. 型架装配机是机床化的设备，对中小型框架可整体安装，效率高 缺点： 1. 不能用于大型分散式型架的安装,由于型架装配机尺寸的限制 2. 装配型架机本身的准确度 3. 大型装配机,定期检修困难
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第九章 装配型架的安装
§9.5 用光学仪器安装型架（光学仪器的光学视线作为安装型架的基准线） • 准直望远镜(光学直角头） • 坐标经纬仪
第九章 装配型架的安装
康永刚
第九章 装配型架的安装
飞机装配型架安装的重要性和复杂性
1、飞机装配准确度主要取决于型架准确度，尤其是型架安装 的准确度；
2、型架的安装要保证工艺装备之间的协调性；
3、飞机成批生产中要提高型架安装效率。
传统的方法和发展：标准样件法、工具坞或型架装配机---光学仪器的采用---全数字化实时测量仪器的应用
首先，测量基准统一，不管激光跟踪仪放在被测件附近的任何位置， 都能使测量工作始终在工装坐标系下进行。其次，测量数据一致，不 管任何时候在工装坐标系下，激光跟踪仪测量的目标点数据(坐标值) 始终是标准温度下的数值，不受测量环境温度变化的影响，使测量数 据始终保持一致。
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第九章 装配型架的安装
检查工装坐标系 要把所有靶点的三维坐标信息输入至计算机。使用最小二乘转换，保证这些测量点满
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第九章 装配型架的安装
§9.2 用标准样件安装法
型架卡板的安装
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第九章 装配型架的安装
§ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ.2 用标准样件安装法
接头定位件的安装
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第九章 装配型架的安装
§9.2 用标准样件安装法 优点： 1. 用标准样件作为装配型架之间、装配型架与零件工艺装备之间的协调
依据，能保证工艺装备之间具有良好的协调性。 2. 型架制造周期短 3. 批量生产、复制型架数量较多时， 复制型架快、一致性好 4. 便于型架的定期检修 缺点： 1. 标准样件制造工作量大、周期长。 2. 标准样件尺寸越大，刚度难保证，大尺寸样件搬运、使用不方便（枭