在飞机制造过程中需要装配大量的零部件，而这些零部件装配的精确度关系到飞机的制造质量，所以需要飞机部件的高精度对接，飞机制造本身对工艺和技术要求非常高，而且在现阶段，科学技术的进步，飞机制造公司不断提高对飞机性能、安全性、外形等的标准，以满足飞机市场的需求。
1.飞机部件对接分析
1.1飞机部件对接标准非常高
部分飞机制造公司将调平误差控制在±0.2mm以内，有些公司则是最大不超过±0.5mm，因此，需要在飞机部件装配中定位和测量的准确度。以往装配定位的误差较大，而且采取的是手工装配，主要使用的有划线、工装定位，而部件对接中有很多的模拟量传递工作，比如使用的水平测量法，和在对接平台的装配过程中，每个环节都有非常小的误差，而多个环节误差的相加，会得到一个较大的误差值，无法满足飞机对高精度部件对接的需求。
1.2测量方法分析
传统的水平测量方法需要人工操作，测量设备使用的是水准仪和经纬仪，受到仪器自身精度和人工操作的影响，仪器测量的飞机安装精确度不高，并且由于人工操作，测量的速度较慢，误差较大。人工智能技术、信息化技术在飞机制造行业中的应用，保证了飞机装配的精确度，尤其是数字化定位测量技术的应用，促进飞机制造工艺的智能化发展，当下激光跟踪系统在飞机对接中的应用，促使飞机装配的更加高效化，安装简单便捷，并且是动态化实时测量，装配自动化程度较高，及时校正误差，可用于飞机大部件的装配测量。
1.3装配方法分析
飞机一般采取的是大部件装配，工作人员首先将小的零部件组成一个大的飞机构件，然后再进行总体装配，在所有的装配环节中，都要进行细致的检测，以有效控制装配的误差，一旦误差超过规定的标准，产生的损失和后果无法估计，需要相关工作人员将装配误差严格控制在规定的标准之下，所以定位和测量的精确度非常重要。然而飞机大部件的尺寸非常大，结构复杂，各个部件之间都有很大的关联，每个部件都有自身的位置，而激光跟踪测量系统可以实时动态跟踪测量，测量的精确度非常高，非常适用于飞机这种大型、复杂结构的装配，可保证飞机外形、零部件、定位安装测量的准确性。
2.激光跟踪测量系统概述
激光跟踪测量系统集成了计算机、现代控制技术和数值计算理论，可对测量对象进行三维坐标测量，其测量的速度快、精度高，而且可以根据测量的实际需要任意移动。激光跟踪测量系统在工作时，其跟踪头会发出激光束，直接照射在定位点的靶球上，而靶球再将激光束反射回去，移动定点，跟踪头会自动调整射线方位，准确的射在靶球上，系统在获取靶球反射回的信息后，经过系统的计算，便确定测量对象的空间位置，系统实时跟踪测量，跟随定点位置变化自动调整，进而计算出测量对象的空间坐标，跟踪仪得出的坐标传递给测量系统，而系统则将其转换为直角坐标，即（x，y，z）。激光跟踪测量系统会根据飞机的结构和定位的要求，使用激光跟踪仪对飞机的零部件进行尺寸测量，以及进行装配过程中的定位工作，其在我国应用较早，1996年我国飞机制造公司就引进了SMART310系统，现阶段，激光跟踪测量系统的技术已经发展成熟，在我国飞机制造行业得到了普遍的应用。
3.飞机部件对接中激光跟踪仪的运用
本文选择了飞机部件对接中的典型装配环节，主要讲解激光跟踪仪在机翼和机身对接中的应用，机翼对接时，需要确定其在机身的位置参数，位置参数决定着机翼的对接质量，以保证两者对合的精确度。第一步要确定跟踪仪的关键点（Optical Tooling Point 简写OPT），以及零件上OPT的位置，也就是靶球和跟踪仪的关键位置，相关工作人员需要在飞机的设计图纸上，准确标出对接部位的定位点，并根据定位点安装靶球，然后与跟踪仪进行校正，进一步修正OPT。
3.1统一坐标系
在机身和机翼对接之前，需统一坐标系，将部件装配的运动空间转换为坐标系，以及建立机身与机翼对接位置零部件的坐标系，在装配过程中，对机翼零部件和机身对接零部件之间的坐标变化进行跟踪测量，依据设置好的OPT进行位置的调整，实现高精度的对接。
3.2使用多台激光跟踪仪
激光跟踪仪发出的激光束，容易受到飞机部件的阻挡，尤其是大部件对接，在光束的传输路径上，会有一些无法避免的阻隔，因此，需要安装使用多台激光跟踪仪，对应多个OPT，在确保坐标系统一的前提下，检测所有的靶球定位点。比如，美国波音公司，其在737型飞机的机翼和机身对接中，使用了两台激光跟踪仪，进行飞机的自动装配，将跟踪仪布置在机身靠近机翼的位置，用于跟踪测量机身上设置的OPT，获得理论点偏差，在机翼装配时，装配程序根据获取的偏差值，去调整对接的偏差，以保证机翼到达准确的装配位置，进而实现机翼和机身的高精度对接。在实际的对接中，也可使用一台仪器，但是需要每完成一次对接，就需要进行一次参考点坐标的测量，并依据坐标的变化情况，转化为统一的坐标，这种定位测量方法过于繁琐，而且装配效率较差。
3.3对接质量检测
完成机翼和机身对接后，可使用跟踪仪进行对接质量的检验，第一个环节还是统一坐标系，使装配的机翼和机身处于同一个坐标系内，并要保证测量对象处于静止状态。第一，云点采集，使用跟踪仪扫描对接的机翼和机身，获取各个OPT的云数据；第二，拼接数据，将获取的云数据在同一坐标系内进行组合，进而获得一个曲面点云数据，最后构建一个曲面模型；第三，将获得的结果与机翼和机身对接的理论数据进行对比，获得偏差数据，然后计算几何元素间的相对位置，确定各个零部件安装是否精确，比如，部件之间的距离，零件安装的角度等。跟踪仪采集的数据越多，扫描对接部件范围越大，得到的检测分析结果也就越准确，飞机部件对接的质量也就越好。
结语：激光跟踪仪在飞机部件对接中的应用，弥补了传统定位测量误差过大的问题，并提高了定位测量的效率，由跟踪仪对飞机装配过程进行跟踪动态定位测量，使飞机对接的部件处于统一的坐标系内，在一个坐标空间中进行对接，并在对接中调整部件之间的装配误差，保证了部件对接的高度精确。另外，应用跟踪仪检测部件对接的质量，分析对接的偏差数据，以便及时做好对接调整，进一步的保证了飞机装配的质量。
参考文献：
[1]刘峥嵘,邹进贵.利用激光跟踪仪三维控制网测量及其精度分析[J].测绘通报,2020,(1):56-57,84.
[2]金涨军,柯春松,熊瑞斌,等.飞机装配中激光跟踪仪转站精度热补偿方法研究[J].国际航空航天科学,2019,7(3):63-71.
