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激光跟踪仪在飞机工装制造中的应用◎李冬凯（作者单位：航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司工程技术部）在飞机工装制造过程中，数字量传递模式的应用，以全机数学模型取代了传统的样板及样件，减少了样板制造与维护环节，节约了制造成本，也避免了模拟量在传递过程中出现较大误差的问题，工装协调精度更高。
在运用计算机辅助测量系统进行工装定检时需要使用激光跟踪仪，并且是其中关键性的测量工具之一，因此有必要对其具体的应用展开探讨。
一、激光跟踪仪应用范围分析激光跟踪仪可用于坐标的建立与转换，可利用其对工装结构的外形进行几何测量或拟合，还可对数据及生成的图像进行分析与处理，通常在大型机械设备安装与调试过程中较为常用，也可应用于飞机、轮船等大型机械外形的测量，在飞机装配型架及其他设备安装与测量中也具有较高的应用价值。
此外，在测量大型焊接件外形尺寸测量时也可应用激光跟踪仪。
在卫星天线及大规模精密工程安装与测量方面，激光跟踪仪也发挥了重要作用。
二、激光跟踪仪的应用原理分析在激光跟踪仪传感器里有一个激光发生器和干涉器。
激光发生器能产生同一频率和波长的单色光。
单色光有发生干涉现象显现明暗相间的光斑影象的性质。
干涉器利用激光干涉特性测量相对距离的变化。
激光发生器的光束射入反射器再以相同的路程返回。
出射光与反射光在干涉器重叠产生干涉现象，明暗光象被感测，当反射器沿光束的方向移动，如移动1/2波长，光程变化一个波长，光斑明暗变化一次。
通过计算明暗变化的次数可计算出反射器移动的距离。
三、激光跟踪仪的测量方法1.静态目标测量法。
激光跟踪仪可用于固定状态的目标测量，主要有实测值测量及安装测量两种方法，一般在飞机工装安装测试方面此测量方式的应用率较高。
2.动态目标测量法。
针对动态变化的目标进行测量时可采用动态测量，在被测目标的型面之上，激光跟踪仪的反射器会以特定规律进行持续移动，根据时间及位置的变化设置数据采集点，且将数据呈现于三维空间当中，并进行测量数据的分类存储，可以以获取的测量值为依据进行图形的绘制或编制数控程序。
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald44现代飞机零组、部件其尺寸及外形的精度要求较高，保证飞机产品装配协调及其几何外形非常重要，精确测量、定位，这样才能保证航空器的安全性。
随着航空制造业的迅速发展，航空领域现代化测控技术的应用也随之快速发展，激光跟踪仪的广泛应用充分说明了一点，激光跟踪仪具有在大范围测量应用中移动性好、轻便灵活及其测量系统的高精度自动化测量的特点。
传统的测量外形方法无法保证测量精度，必然被先进的测量技术逐步取代。
1 激光跟踪仪的组成与测量技术原理1.1 激光跟踪仪的组成激光跟踪仪是集激光干涉测距技术、光电检测技术、精密机械技术、计算机技术、现代数值计算理论等于一体的新型测量仪器。
它主要是由激光跟踪头、控制器、反射器（靶标）、应用处理机及测量软件组成。
1.2 激光跟踪仪测量技术原理激光跟踪仪能够通过数字化设计模型提取的理论数据与测量获取数据的比对评价,实现零组件、部件外形的精确测量。
激光跟踪仪是基于球坐标系的空间坐标测量机, 可实现目标的静态坐标测量和动态轨迹跟踪。
激光跟踪仪的测量系统的基本原理是：激光跟踪目标反射器，通过自身的测角系统（水平测角、垂直测角）及激光绝对测距系统来确定空间点（目标反射器的空间位置）的坐标，再通过仪器自身的校准参数和气象补偿参数对过程中产生的误差进行补偿，来获取空间的坐标。
空间点的测量通常有两种方法：第一种方法是直接测量法。
将角耦棱镜置于待测点位置，再进行采数，就得到了空间点的位置；第二种方法是间接测量法。
通过测量球面或圆形，采用球心拟合或圆心拟合的方式间接得到球心和圆心点的坐标。
这种方法用于孔等角耦棱镜不能直接测量的部位。
上面这两种方法在整个测量过程中，应尽量避免气流的扰动及物体的震动，否则将影响测量结果。
2 翼下整流罩的测量应用现选取典型部件某飞机翼下整流罩，来研究采用激光跟踪仪测量的方法，该大部件具有基于模型定义（M BD）的三维理论数模（CATI A 理论模型），其外形与飞机气动外形有关，外形轮廓度要求较高。
激光跟踪仪在飞机装配及工装测量中的应用摘要：随着科技的进步和社会的发展，激光跟踪仪逐渐被应用在各个领域，其中在飞机装配以及工装测量方面的应用更是促进了我国航天事业的发展，基于此，本文通过对激光跟踪仪测量技术以及在飞机设备安装方面的相关阐述，探讨了激光跟踪仪在工装测量精度的控制。
关键字：激光跟踪仪飞机装配工装测量应用1、前言为能够满足到当前项目设备的安全要求企业引入了许多的新型测量工具，激光跟踪仪是一种高精度便携式的三坐标测量设备，其的应用能够有效缩短到设备的安装时间，同时能够有效提升到设备的精度。
2、激光跟踪仪的测量技术2.1、激光跟踪仪的工作原理激光跟踪器系统的两个角度编码器自动测量目标相对于跟踪器的水平和垂直位置；通过激光干涉测量法测量目标与激光跟踪器之间的距离，并将信息通过传感器传输到激光跟踪器的控制电缆上，然后通过激光跟踪器测量目标与激光跟踪器之间的距离进行分类计算。
部分信息通过电机电缆反馈给激光跟踪器的伺服马，部分信息通过局域网传输到应用处理器并存储在数据库中。
由跟踪器获得的测量数据定义了一个完整的球坐标系统原点是跟踪的中心镜子。
依据对于三角函数公式，球面坐标系中的坐标值可以转换为笛卡尔坐标系中的坐标值系统坐标系的原点仍在万向节的中心，称为参考坐标系或局部坐标系系统参考坐标系也是开始一个新部门。
2.2、激光跟踪仪测量技术特点激光跟踪器的水平旋转角度为640度，垂直旋转角度为80度至-60度度。
这个激光跟踪器可在-10℃～-40℃的温度范围内工作，测量直径可达120米，测距精度和ADM分辨率为0.1μm，测量精度为15米（以内）10米）和1.5微米（10米以内），完全能满足飞机设备安装的需要。
3、在飞机设备安装中的应用3.1仪器测量控制网的布设对于激光跟踪仪在飞机装配方面的应用而言，由于激光跟踪器单次的测量范围无法满足相关测量要求，所以，需要多个网站来对其进行整体评估。
故而，需要通过相关仪器不设精密的三维控制网，另外，对于仪器自身的使用条件而言，其测角误差要远远大于测距误差，而且飞机装配空间较为狭长，此时测角误差势必会给测量精准度带来极大影响，因此，为了确保飞机装配按照精度必须要通过建立高精度三维边网平差模型。
激光跟踪仪在飞机装配工装制造中的应用摘要：出现的先进设备和技术,促进了飞机制造结构,精度和大规模发展。
过去,飞机工装效率有了很大的提高,但对飞机工装效率提出了新的要求。
重要的是不仅要确保飞机工装效率,还要确保其质量。
因此,利用激光跟踪器提高飞机工装生产效率已成为一个重要的研究课题。
随着科学技术的发展,出现了许多新的设备和技术。
激光跟踪仪是飞机机架制造的代表性设备之一,可以提高机架生产的质量和效率。
本文介绍了激光跟踪仪组成和工作原理,然后讨论了其在工装制造中的应用。
关键词：激光跟踪仪；飞机工装制造；飞机部件在飞机工装制造中,使用数字量传递而不是传统样板及样件创建数学模型,以减少模型的生产和维护,节省生产成本,避免模拟量在传递中的错误,并允许激光跟踪测量和计算机控制系统中高精度设备的调试,安装和控制。
一、激光跟踪仪的组成以及工作原理1.组成。
其使用激光来测量距离，也有激光反射器。
此外,两个旋转轴允许跟踪和测量目标的静态或移动。
许多激光跟踪设备包括激光跟踪探头,控制器,计算机,靶镜和其他测量设备。
2.工作原理。
首先,激光跟踪器的工作原理是将反射的激光放置在测量对象上。
然后激光跟踪器将激光发送到反射器,反射器返回到跟踪头部。
此外,激光器必须设置为在移动时始终指向目标。
最后,激光探测器收集反射的激光并计算到目标的距离。
二、激光跟踪仪应用范围分析坐标设置和转换是激光跟踪仪,用于几何测量,设备结构调整,数据采集和图像分析处理,通常用于大型机械设备的安装和调试,也用于飞机,船舶等大型机械测量。
它也可以在飞机和其他应用中发挥重要作用。
此外,激光跟踪设备可用于测量大型焊接件的尺寸。
激光跟踪器在安装和测量大型卫星天线和精密技术方面也发挥着重要作用。
三、激光跟踪仪在飞机装配工装制造中的应用飞机是重要飞行工具,每一个零件的尺寸、重量、位置都有严格的要求,飞机工装一般都是在安装飞机零件后进行的。
对于飞机工装制造而言,测量误差会造成严重后果,在飞机制造过程中必须确保准确性。
激光跟踪仪系统在飞机制造中的应用技术摘要：随着时代的发展，对于飞机制造的精密化要求也越来越高，不仅增加了飞机零件制造的难度，还提高了飞机装配的精准度，而激光跟踪仪系统是一种高精度测量设备，能够很好地控制飞机各个装配环节，进而提升飞机制造精度。
本文阐述激光跟踪仪系统的组成和测量原理，分析了激光跟踪仪系统在飞机装配中的应用，进而提升飞机制造的质量和效率。
关键词：激光跟踪仪系统；飞机制造；应用技术引言在飞机制造中主要是利用标准样件工作法，根据飞机图纸和工艺要求制定结构模线，按照模线制造各种各样的样板，进而为工艺装备和零件提供依据。
标准样件工作法的优点是可靠、严格、直观，技术性比较低，通过培训能够直接操作。
但现在这种方法已经不能满足飞机制造业的发展，工装制造时间长、协调路线长、误差大、效率低等问题越来越严重，而在飞机制造中应用激光跟踪仪系统能够很好的解决飞机制造中的问题。
一、激光跟踪仪系统的组成和测量原理（一）组成激光跟踪仪系统可以分为四个部分，一是：跟踪部，作为系统的主体，内部元件有集成角编码器、激光干涉仪、伺服马达等。
二是：跟踪仪控制机，内部元件有集成角编码器的计数装置、干涉仪脉冲计数装置、驱动马达装置，还装有计算机即时信息的计算，进而保障激光能够一直指向反射器靶标。
同时还需要向应用处理机传递局域网测量值的速率。
三是：应用处理机，主要是数据存储、执行转换和其他功能。
四是：靶标，作为激光跟踪仪跟踪的目标，能够将激光跟踪仪射入的激光平行原路返回。
靶标类型有猫眼、立方角、玻璃棱镜，光线最大入射角、用途、优缺点各不相同，应该根据实际情况选择适当的靶标。
（二）测量原理两个角编码器对跟踪仪方位角的垂直和水平方向进行自动测量，激光干涉仪对跟踪仪和靶标之间的距离进行测量。
测量数据通过传感器电缆传输到跟踪仪控制机，对数据进行整理和计算，数据分为两部分，一部分数据通过马达电缆传输到激光跟踪仪系统，进而对伺服马达进行控制，使得激光束对于移动的靶标进行锁定，另一部分数据通过局域网传递到应用处理机，将数据在数据库中进行存储。
