● 摘要
目前装配工装的定位、安装以及定期检修已广泛采用激光跟踪仪等先进的测量设备，数字化测量规划成为装配工装研制中非常重要的环节。然而，由于缺乏专门的技术支持，数字化测量规划过程中的光学测量点布置和输出、测量单元安装及激光跟踪仪站位设置等数据准备和建模工作仍需大量的人机交互操作，不仅过程繁琐、效率低，而且还可能存在数据定义不合理、测量中需要多次转站等严重影响测量效率的问题。为此，本文在深入分析飞机装配工装数字化测量规划需求的基础上，开展专门的数字化测量快速规划技术研究，提出和建立光学测量点布置理论和分布失效模式、测量单元智能化安装技术、激光跟踪仪站位优化选择算法以及测量数据管理与组织等快速测量规划理论及技术，并以此为基础开发“飞机装配工装数字化测量规划原型系统”。本文的主要内容包括：
1）光学测量点布置原则及理论。在分析总结常见定位器光学测量点的布置形态、目标点设置原则及工艺性要求的基础上，探讨影响光学测量点分布的因素，建立光学测量点分布效果的评估方法，提出光学测量点的分布策略及安装误差分析方法；研究了测量数据的组织和管理方法，采用XML技术对中间数据建模，构建外部文件输出方法，并给出安装误差的分析计算依据，从而实现统一的测量数据建模、管理、输出。
2）测量单元智能化安装技术。定义测量孔与测量单元的概念及二者间关系，提出和建立定位点快速创建算法，探讨测量孔的自动定义与生成方法，研究孔特征自动识别原理及实现技术，构建测量单元自动建模和管理方法以及测量单元的自动定位原理等，为实现测量单元的智能化建模和安装奠定了技术基础。
3）激光跟踪仪站位自动求解与优化算法。首先，获得激光跟踪仪的站位基准平面，计算基准平面的包围盒并对其离散获得一系列的初始站位输入点；然后，采用分层搜索策略对可用站位进行搜索，通过激光跟踪仪的参数和光线可达性分析，筛选所有的可用站位集合；最后，通过聚类算法和混沌模拟退火算法对站位优化，得到最小的可用站位集合，并给出测量精度的计算依据。
4）“飞机装配工装数字化测量规划原型系统”开发。设计和建立“飞机装配工装数字化测量规划原型系统”的总体框架和对象模型，给出各个功能模块的具体组成及其之间的逻辑关系，并在此基础上完成系统开发。结合飞机装配工装实例，对系统进行测试和分析，以验证本文所提出的各项理论、技术和算法的可行性与正确性。