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测量驱动的飞机部件数字化对接系统实现技术研究
Researchon ImplementationTechnology of Measurement Driven Aircraft Sub-
AssemblyDigitalJoiningSystem
北京航空航天大学机械工程与自动化学院杜福洲陈哲涵
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杜福洲
博士，主要研究方向为质量管理信息化.质量工程.数字化测量技术及应用。
飞机产品外形复杂、尺寸大、零部件数量多，装配过程中采用大量成套装配型架，导致装配周期长、效率低。飞机部件对接主要包括部件的定位与连接，对接的质量是决定飞机整体质量的关键因素之一1-]。随着航空制造业的竞争日趋激烈，传统测量手段已无法满足高效率、高精度的要求13-6，为了提高部件对接的效率和质量，国外从20世纪80年代开始
52航空制造技术·2011年第17期
万方数据
本文将飞机部件数字化对接系统分为硬件设备和软件系统两部分，通过分析测量驱动的部件数字化对接装配过程，研究数字化对接实现的关键技术，提出并开发了部件数字化对接支持系统，基于三维模型进行测量方案规划，并基于测量数据进行部件状态的监控和分析，进而实现部件的快速、精确、自动对接。
研究数字化测量驱动的部件对接技术，通过大尺寸数字化测量系统(如表1所示)的快速、精确测量，引导自动定位系统对部件进行定位，实现部件的对接。
在数字化测量系统应用方面， Bath大学与英国国家物理实验室[ 建立iCPS系统发射器的数学模型，采用蒙特卡洛仿真法对其角度测量不确定度进行分析。NewRiver Kinematics公司对激光跟踪仪多站测量不确定度进行研究，在SA软
件中建立 USMN (Unified Spatial MetrologyNetwork）,以实现多台激光跟踪仪测量数据的融合与不确定度的评价。在部件自动定位技术方面， AIT公司针对自动定位系统所包含的组件研究了一套标准设计方法，只需对标准化的系统组件进行少量更改，即可快速形成一套针对具体装配任务的自动定位系统。
本文首先对测量驱动的飞机部件数字化对接技术的原理与系统构成进行了分析，给出了数字化对接支
表1在部件对接装配中应用的大尺寸测量系统
测量系统新光跟踪仪 CPS测量系统
供应商 Leica/Faro API Metris/ Are Seoond
喝
波音公司波音787总装与机身对接、波音747FAIT自动对接波音737的翼身对接：
空客A380机或测量与分析
LockheedMartin公司的JSF总装测量和机身前后段对接： Boeing公司的自动钻孔机器人定位