● 摘要
装配质量是影响飞机最终产品性能的关键因素。为了提高飞机装配质量，需要对飞机装配关键特征进行实时、精确的测量。随着数字化测量设备的推广应用，采用数字化手段对飞机装配特征进行测量已成为趋势。目前国内飞机制造场所数字化测量设备的使用已经较为广泛，但飞机装配过程中数字化测量方法单一、测量过程孤立，缺少有效的测量工艺规划方法及多尺度复合测量的技术储备。针对以上问题，本文研究了装配关键特征选取及测量技术。依据质量控制要求选取不同类别装配关键特征，基于数据扫描对装配关键特征进行质量评价，通过建立复合测量场实现了多测量设备的联合应用及测量数据的集成。论文的主要工作如下：
(1)研究了飞机典型结构件装配关键特征选取与分解方法。分析了装配关键特征的定义，通过关键特征的选取和分解，建立了关键特征树。结合装配关键特征的特点，提出了相应测量方法。
(2)针对不同类别装配关键特征，研究了关节臂的单点测量坐标系建立方法和基于扫描数据的对齐方法。分析了关节臂的标定与测头补偿方式，提出基于扫描数据的加权模型比对方法。
(3)针对大尺寸装配件关键特征测量，研究了激光跟踪仪与关节臂的复合测量技术。结合坐标系融合总体方案，给出了一种基于罗德里格矩阵的坐标系融合算法。通过数值仿真与实验，对该方法进行了验证。
以大型壁板件为例，对本文提出的复合测量技术进行验证。针对壁板件复合测量方案，开发了壁板质量检测工具集，实现了对壁板外形装配精度的评估，并对测量过程中所涉及的设备、数据进行集中管控。