引言
随着科学技术的发展和进步,在现代化生产中对于产品的质量、精度以及性能等要求越来越高。而传统的手工操作方式已经无法满足当前企业的需求,因此需要采用先进的自动化测量仪器来代替人工进行相关工作。但是目前国内外针对飞机翼身对接装配过程中所使用到的数字化测量系统还不够完善,尤其是在飞机制造领域当中,由于受到各种因素影响导致其测量结果存在一定误差,这就会直接造成后续装配环节出现较大偏差,从而降低了整体装配效率。所以说为了能够有效解决这一问题,必须要结合实际情况建立起一套完整的测量方案,并且通过不断优化与改进使之更加科学合理。
1数字化测量辅助的飞机翼身对接装配协调问题描述
1.1 翼身对接装配工艺流程
在对某型号飞机翼身进行对接时,其具体的装配过程如下所示。首先是将机身与前起落架安装到相应位置；然后通过调整使得机翼处于合适的状态；最后再利用相关设备完成定位、调姿等工作,从而保证最终产品能够顺利地交付给客户手中。其中,需要注意的一点就是要确保所有环节都符合要求,才能保证最终产品质量合格,否则就可能会出现较大的误差,进而影响后续的使用。因此,为了提高效率并且减少成本支出,应当尽可能采用自动化的方式来代替人工操作。但是由于受到各方面因素的限制和影响,目前仍然无法完全实现自动控制,所以还需借助一定的手段来对整个生产线中的各个部分进行监控和管理,以便及时发现存在的异常情况或潜在风险,并采取措施予以解决。在实际应用过程中,可以将其分为两个阶段：首先是准备阶段,主要包括制定方案以及确定目标值等内容；然后进入到实施阶段,也就是具体执行的过程。在这一过程中,通过不断优化和改进,直到满足精度要求之后才可停止。其中,需要注意的一点是要保证所获得数据信息的准确性、可靠性与真实性,这是因为这些数据直接关系着最终产品的质量水平。
1.2 翼身对接装配特征定义
在进行飞机翼身对接过程中,对于其相关的特征点以及相应的数据信息需要通过一种合理有效的方式来进行获取。首先要确定好飞机翼身对接过程中所涉及到的具体位置和姿态等方面的内容；然后再针对这些所获得的数据进行进一步的分析与处理,从而得到更为精确的结果；最后将所得出的结论作为依据来指导后续的工作。本文主要是以某型号飞机翼身对接为例子,对其中所包含的各项特征进行了详细的介绍,并且还给出了一些较为重要的测量方法及数据处理手段。在整个过程当中,最为主要的就是要保证各个环节之间能够实现良好的配合,这样才能使得最终的产品具有较高的精度要求。因此,必须要充分考虑到实际情况,对于可能存在的各种影响因素都应该加以全面地考量,同时也要尽可能地避免出现较大误差的现象发生,否则就会导致整体的生产效率受到严重的影响。除此之外,由于不同类型的飞机其自身的结构特点以及制造工艺等方面都有着一定程度上的差异性,这就需要相关人员能够结合具体情况采取针对性的措施予以应对和解决,只有这样才能确保最终的产品质量符合相应标准。
1.3 位姿控制点容差分配
在对飞机翼身进行对接过程中,其需要保证各个部件之间能够实现精准的位置和姿态。因此,要想有效地解决该问题,就必须合理地确定各类误差参数。本文采用了一种基于综合测量系统的方法来完成相关工作。首先,将所有待测零件的实际尺寸作为基础,并结合相应的理论知识以及经验公式等内容,得出最终的结果；然后再利用计算机设备对这些信息进行处理分析,从而得到准确的测量值。最后,通过与标准值相比较,可以判断出当前所使用的测量仪器是否存在一定程度上的偏差,如果有则应当及时调整,以确保后续工作顺利开展。
1.4 翼身对接数字化测量与调姿
在进行飞机翼身对接时,需要对飞机翼身的位置和姿态进行调整。由于机体本身具有一定的刚度,因此通过调节工装来实现飞机翼身之间的相对运动是比较困难的。目前主要采用的方法有两种:一种是利用激光跟踪仪(Leica)等设备直接测量出飞机翼身的位姿；另一种则是先用测量仪器测得机翼的位姿,然后再将其反馈给机体以完成机翼的位姿调整。但无论哪种方法都存在一个问题,即无法保证测量结果的准确性,而且这也会导致后续工作难以顺利展开。为了解决这一问题,本文提出了基于数字化测量辅助的飞机翼身对接调姿方法。
2 基于数字孪生的数字化测量辅助的飞机翼身对接装配协调建模
2.1 基于数字孪生的数字化测量辅助的飞机翼身对接装配协调建模框架
本文提出了一种基于数字孪生的数字化测量辅助的飞机翼身对接装配协调模型。该模型主要包括以下几个方面：（1）对飞机翼身对接过程中涉及到的所有测量信息进行收集；（2）将收集到的测量数据与设计要求进行对比分析，并通过一定的算法得到需要调整的参数和需要补偿的量值；（3）在此基础上，采用相应的方法和手段来实现飞机翼身对接装配过程中的偏差控制以及优化。
2.2 基于数字孪生的数字化测量辅助的飞机翼身对接装配协调建模过程
通过上述分析可知,在飞机翼身对接装配中,需要进行大量的测量工作。而传统的测量手段和方法已经无法满足现代化生产的需求了,因此必须采用新的测量方式来对其进行测量。本文提出一种基于数字孪生的数字化测量辅助的飞机翼身对接装配协调模型,该模型主要包含以下几个方面内容。首先,要建立一个虚拟的数字化测量系统；然后将所获得的数据信息传输到这个系统当中,并且利用这些数据信息来指导后续的飞机装配活动；最后再结合实际情况对整个飞机翼身对接装配流程进行优化处理,从而实现对飞机装配质量的有效控制。下面就分别针对以上三个部分内容展开详细介绍：(1)构建一个虚拟的数字化测量系统。为了能够更好地开展飞机翼身对接装配工作,应该充分发挥出数字化测量系统的作用。在具体应用过程中可以采用先进的三维扫描仪、激光跟踪仪等相关仪器和设备来获取相应的数据信息。通过对这些数据信息进行分析整理之后得到准确的测量结果,这样才能够保证后续装配工作顺利实施。同时也可以借助于计算机软件来完成这一系列操作,不仅能够提高测量效率,还有助于降低人工成本。此外,在实际应用过程中需要注意以下几点问题,即要将所有可能存在误差的环节都考虑到其中,并且做好相应的记录；(2)建立起一套完善的数字化测量辅助方案。在飞机制造领域当中,由于受到各种因素影响,导致其生产周期相对较长。因此为了有效缩短产品研发时间,就必须要制定出一整套科学合理的测量方案,从而实现对整个产品制造流程的优化控制。
2.3 基于数字孪生的数字化测量辅助的飞机翼身对接装配协调建模实例
以某型号飞机为例。该机采用了先进的数字化测量和检测手段,在飞机制造过程中进行大量、反复地测量与检测工作,并将测量结果反馈给设计部门,用于指导生产；同时,对测量数据进行分析处理,及时发现问题,调整工艺参数或工装夹具等,使得产品符合质量要求。因此,本文选取该机作为研究对象,利用其测量系统获取的测量数据建立飞机翼身对接装配协调模型,实现飞机翼身对接装配过程的优化控制。具体步骤如下所述：(1)收集该型飞机翼身对接装配相关信息,包括零件数模、加工图纸、测量报告等；(2)构建该飞机翼身对接装配协调模型,确定模型输入输出变量及各变量间关系；(3)通过MATLAB软件编程计算得到相应的理论值；(4)将实际测量数据代入到上述模型中,获得对应的仿真结果,验证模型有效性。
3 数字化测量辅助的飞机翼身对接装配协调原型系统开发
3.1 系统总体设计方案
本文以某型机为对象开展了基于激光跟踪仪和三坐标测量机等设备的测量与分析工作。在此基础上建立了一套完整、有效的测量数据管理体系,并对其进行优化处理,实现了从测量到分析再到反馈的全过程控制。
3.2 系统硬件平台搭建
在对飞机翼身对接装配过程中的相关数据进行分析时,需要使用到多种不同类型的传感器。因此,为了能够更加准确地获取这些数据,就必须要保证所选择的测量设备具有较高精度和可靠性。同时还应该注意,在实际工作当中,由于各种因素都会导致飞机翼身对接装配出现一定程度上的误差,所以这也要求在设计测量方案时要充分考虑到各方面可能存在的影响因素,并采取相应措施加以控制。另外,在具体实施过程中,如果发现某一环节出现问题或是产生较大偏差时,可以及时通过调整来使得整个系统恢复正常状态。而这一切都离不开计算机、网络以及其他信息化手段作支撑。
3.3 系统软件开发
基于以上所述的方法、原理和流程,结合实际需求,本文设计了一套用于飞机机翼与机身对接过程中进行测量及数据处理分析的数字化测量辅助的飞机翼身对接装配协调原型系统。该系统主要包括以下几个部分:(1)测量数据采集模块；(2)测量数据分析模块；(3)测量结果显示模块；(4)测量报告生成模块等。其中,测量数据采集模块是整个原型系统的基础。
3.4 系统测试
在对该项技术进行了全面、深入的分析之后，结合实际情况制定出相应的方案和计划。首先需要将其应用到实践中，然后通过不断地改进与完善使得该项技术能够更加科学合理。
4总结与展望
综上所述,本文对数字化测量在飞机翼身对接中应用进行了深入分析和探讨。通过理论、试验及仿真等手段,提出了一系列解决问题的思路和方法,为后续相关领域的研究提供参考依据。但是由于实际工程情况复杂多变,因此还需要进一步开展大量工作来完善该项技术。首先要建立一套完整有效的测量系统；其次要提高数据采集精度,减小测量误差；再次应当不断优化工艺方案,使得工装定位更加准确可靠；最后要加强对现场操作人员培训,以便及时发现并处理出现的问题。
参考文献
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