就目前航空制造业而言，基于模型定义的MBD技术获得深入的应用，飞机装配正逐步向着数字化、智能化、柔性化的方向发展。以飞机装配定位中应用到的数字化设备为例，激光雷达、激光跟踪仪、机械臂、真空吸盘柔性定位工装、数控定位器Pogo柱等设备在我国的各个飞机制造主机厂得到了广泛的应用。但是这些数字化的设备仅仅适用于一些大型零组件的定位安装工作，而一些机身和机翼内部的小型连接件，例如接头、角片、系统支架等，无法利用这些数字化设备进行定位装配。
在飞机的定位装配中，小型的连接件大概占比30%左右，它们就有数量庞大、外形复杂、种类繁多等特点，其定位方式主要采用传统的模拟量定位，例如装配孔、人工划线、样板、装配夹具等等，并且采用人工装配的方式，不仅定位装配效率得不到保证，还极易产生一些人为的质量问题，因此严重制约着飞机小型连接件装配效率的提升。
一、激光投影技术的原理
1.1 建立坐标系的原理
激光投影设备建立坐标系，首先要选取基准点、基准面和基准外形特征，然后利用计算机软件通过一定的算法将产品和三维模型进行最佳拟合，最后建立处一个基于基准点（或基准面或基准外形特征）的相对坐标系。
1.2 实现零件定位的原理
想要实现零件定位，首先就要将待定位零件的外形特征轮廓线通过三维的方式投影至产品表面，然后对零件的摆放位置进行调整，使其外形和激光投影设备的激光线条完全重合，此时我们认为零件已经实现定位，最后利用弓形夹等工具将零件夹紧，完成定位工作。
1.3 输出原理
激光投影设备的输出，首先是通过设备内部的激光发生器发射出波长532nm 的绿色激光束，这道激光束的功率为 5mW，然后激光束通过设备内部的高速运动的高精度光学振镜和变焦镜头到达三维空间的指定点，来完成激光投影设备的输出。值得注意的是，激光投影设备发射出的光点具有高速、重复、运动的特点，因此人眼观察到的是一条连续的线条。
1.4 小结
激光投影设备通过建立一个基于基准点的相对坐标系，来实现对零件的数字定位，其定位精度远大于飞机零件定位精度的要求。数字定位是实现数字化装配的基础，通过在计算机软件中对定位进行提前规划，来制定出合适的装配流程，进而实现数字智能化定位装配。
二、定位流程
2.1 工艺规划定位流程
工艺规划定位流程包括四个步骤：①装配工艺员将待投影的部位进行有效的排序，然后按照顺序将其三维模型导入激光投影设备的专用软件中；②在激光投影仪的专用软件中设定基准点、基准面或基准外形；③在专用软件中对待投影零件进行排序，确定其输出顺序；④在确定好零件的输出顺序后，对其输出方式进行定义，定义内容包括：零件安装方向、零件工艺孔、零件边缘轮廓等等。
2.2 现场实际操作流程
现场实际操作流程包括五个步骤：①架设激光投影设备，将其放置在待投影部位的前方；②按照预先设定的基准点（基准面、基准外形）对产品进行靶标座或靶标纸的安装，靶标座或靶标纸与产品之间的固定可以通过粘结、螺接、临时胶结等方式快速完成；③通过操控激光投影设备捕捉产品实际位置的基准点（基准面），并将其与三维模型进行对比和最佳拟合，来建立基于当前产品实际位置基准点（基准面）的相对坐标系；④操作激光投影设备，按照顺序将待投影零件的外形特征通过激光线条投影到零件的表面；⑤调整待定位零件，使其外形与激光线条完全重合，此时可以确定零件的位置，并对其进行定位。定位可以采取弓形夹夹紧的方式，待弓形夹夹紧，定位工作完成。
2.3 小结
通过对以上操作流程的研究，发现飞机装配中的小型连接件在激光投影设备下能够实现快速、精准的定位。相对坐标系的建立，激光线条方式的投影，也使得飞机小型连接件实现了数字化的定位，为飞机零部件实现数字化、智能化、柔性化装配打通了“最后一公里”。
三、实际应用中存在的问题和解决策略
激光投影设备在现场实际的装配过程中，存在以下几个问题：①投影的内容受到限制，经过现场的使用发现在800*800mm的范围内能够同时投影2-3个零件，这些零件的距离保持在300mm以上。一旦投影范围扩大或者零件个数增加时，会出现光线发虚的现象，因此解决这个问题的策略为：对工艺流程进行合理的规划，并减少投影的零件个数。②投影的适应性受到限制，飞机具有内部结构复杂的特点，激光投影仪在使用的过程中不能出现物体或者人员遮挡的情况，因为遮挡会直接影响激光光束的传输路径。一旦发生遮挡的情况就必须要及时对设备进行调整，或者对投影顺序进行调整，因此严重影响了装配效率。想要解决这个问题就必须对每一次的调整作出详细地记录，待下一架飞机装配式进行问题的规避和解决。③装配过程中的震动影响投影的效果，在飞机进行投影装配的过程中，不可避免地会出现由人员走动和零件工具安装引起的震动，因此会引起激光投影仪的震动，进而造成激光线条的震动，影响装配的精准度。解决这个问题可以通过增加设备支架的稳定性、减少刷新间隔时间等措施来提高激光线条的稳定性。④对装配人员的要求较高，要求他们具备较强的工艺流程规划能力、熟练掌握装配工艺、较强的激光投影设备操控能力等，因此装配人员需要通过2-3架飞机装配工作的磨合，才能够将工艺流程固化，提高投影定位效率。
结语：综上所述，激光投影设备能够有效提升飞机连接件的定位效率，并实现了飞机装配工作的数字化、智能化和柔性化。
参考文献
[1]高文翔,刘春,罗云,赵庆华,李世杰,余立强,陈宫达.机器人辅助飞机装配自动化钻孔技术[J].组合机床与自动化加工技术,2021(11):134-138.DOI:10.13462/j.cnki.mmtamt.2021.11.032.
[2]陈爽,龙小辉.通用航空器修理装配关键技术研究[J].科技视界,2021(10):1-6.DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2021.10.01.