激光跟踪仪航空应用

API激光跟踪仪在飞机制造领域的应用航空制造领域对于准确与精度有着极高的要求，即便是大型的部件，也需要极其精确地测量、定位，这样才能保证航空器的安全性。

可以说，航空航天领域对于测量精度的要求，代表了测量领域的最高科技和最高标准。

在奥地利MCE科技设备制造公司（MCE Industriestechnik Linz GmbH Co., Austria）的装配车间里，你能想象一个重达2.5t的巨大的复杂金属构架有朝一日可以在空中自由飞翔吗？是的，这个金属构架就是空中客车（Airbus）机身的一部分。

航空制造领域对于准确与精度有着极高的要求，即便是大型的部件，也需要极其精确地测量、定位，这样才能保证航空器的安全性。

可以说，航空航天领域对于测量精度的要求，代表了测量领域的最高科技和最高标准（图1）。

图1 奥地利MCE科技设备制造公司的装配车间，工程师正在装配空中客车的内外部连接组件“明天空中客车的工程师就会对这批零部件进行最终的验收测试，所以今天我们要对这些零件进行50次以上的测试，而且测量的误差不能超过0.15mm。

”MCE科技设备制造公司的工程师August Katteneder先生说，“这些数据还要被发送给空中客车在德国汉堡工厂的工程师们，以供明天的验收测试做参考。

”如果通过验收测试，这批零部件就会被装载在平板卡车上运送到空中客车的组装厂进行最后的组装。

“最后的装配工作将在一条长55m的轨道系统上进行，这是一项十分精密的工程，整条轨道的高度公差只有0.05mm。

”August Katteneder先生接着说。

为满足这一切严谨的要求，MCE的工程师们决定用激光跟踪技术来解决这些棘手的问题（图2）。

图2 MCE的工程师在使用API激光跟踪仪对飞机机身零部件进行检测，在装配中被用来测量、校准和定位“在使用激光跟踪测量技术之前，我们一直使用的是全站仪和经纬仪来进行工作，但当空中客车把他们对精度的要求提高到小数点后三位的时候，问题开始变得有些棘手了，因为那些常规的测量工具根本达不到这样的效果。

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。

激光跟踪仪在型架直线导轨安装中的应用发布时间：2022-05-20T09:00:38.076Z 来源：《中国科技信息》2022年第2月3期作者：顾鑫鑫刘旭朱文福宁秋实[导读] 直线导轨由于具有运动灵敏度高、运动平稳性好、定位精度高、磨损小顾鑫鑫刘旭朱文福宁秋实航空工业沈阳飞机工业（集团）有限公司，沈阳，110000）摘要：直线导轨由于具有运动灵敏度高、运动平稳性好、定位精度高、磨损小、寿命长等特点早已被广泛应用于各类机床设备。

目前各机床厂利用激光干涉法来调试立柱及导轨的精度，使其满足立柱装配精度的设计要求。

而激光跟踪仪由于移动方便、测量精度高、动态测量等显著优点，现已广泛应用于飞机工装的安装上。

本文从分析影响柔性工装的装配的角度出发，研究激光跟踪仪在型架直线导轨安装中的应用。

关键词：激光跟踪仪，柔性工装，直线导轨0 引言公司在科研机中为响应公司精益生产的要求，装配工装普遍采用了能够满足多机种共同生产产品的柔性制造方式，这就要求工装各组合件能够移动和互联，目前工装设计主要靠并行导轨来实现这一复杂的工艺要求。

按照传统的装配方法每铺设一对导轨都需要架设一套工具屋费时费力，装配零件效率极低，有时一组导轨需要调整2-3天，无法保证生产进度。

下图即为原先所用的工量具。

随着数字化测量技术的发展，激光跟踪仪等测量设备的出现，为装配工装提供了数字化装配和检测手段。

而利用激光跟踪仪对长的直线导轨进行铺设和检测近几年也成为了柔性工装系统的一种新的装配手段。

1 激光跟踪仪组成及工作原理1.1激光跟踪仪组成1）激光跟踪仪硬件方面主要由跟踪头、控制箱、计算机、电缆及各类测量附件组成；2）激光跟踪仪软件方面主要有SA、AXYZ等多种软件，可根据需要选择一种即可，目前航空系统主要选择SA软件。

1.2 激光跟踪仪系统工作原理激光跟踪仪是大尺寸空间坐标测量系统，激光跟踪仪实际上是一台激光干涉测距和自动跟踪测距的全站仪，跟踪头的激光束、旋转镜和旋转轴构成了激光跟踪仪的三个轴，三轴相交中心是测量坐标系的原点。

机械工艺技术在航空制造中的应用案例航空制造是一个高度复杂和精密的领域，对于工艺技术的要求极为严苛。

机械工艺技术在其中发挥着至关重要的作用，为航空制造业带来了巨大的变革和进步。

本文将通过几个具体的应用案例，深入探讨机械工艺技术在航空制造中的关键作用。

首先，让我们来看看数控加工技术在航空发动机叶片制造中的应用。

航空发动机叶片的形状复杂，精度要求极高，传统的加工方法难以满足其要求。

而数控加工技术凭借其高精度、高自动化的特点，成为了叶片制造的首选工艺。

在数控加工过程中，首先需要通过CAD 软件对叶片进行三维建模。

工程师们会根据叶片的设计要求，精确地绘制出叶片的形状和尺寸。

然后，CAM 软件将模型转换为数控加工代码，这些代码包含了机床的运动轨迹、切削参数等详细信息。

在实际加工时，数控机床根据这些代码进行精确的切削操作。

先进的数控机床能够实现多轴联动加工，从而可以一次性完成复杂形状的加工，大大提高了加工效率和精度。

此外，为了保证叶片的表面质量和力学性能，还会采用高速切削、微量润滑等先进的加工工艺。

另一个重要的应用案例是激光增材制造技术在航空零部件修复中的应用。

在航空领域，一些关键零部件由于长期使用或意外损伤，可能会出现局部的缺陷或磨损。

传统的修复方法往往需要更换整个零部件，成本高昂且周期长。

激光增材制造技术的出现为零部件修复提供了一种全新的解决方案。

该技术通过将金属粉末逐层熔化堆积，在受损部位精确地构建出新的材料，实现零部件的修复。

例如，对于飞机起落架上的某个关键承力部件，如果出现了局部的裂纹或磨损，可以使用激光增材制造技术在受损部位进行修复。

修复过程中，首先对受损部位进行清理和预处理，然后通过激光扫描精确确定修复区域和形状。

接着，将金属粉末输送到修复区域，在激光的作用下熔化并与基体材料融合，形成牢固的修复层。

与传统修复方法相比，激光增材制造技术不仅能够恢复零部件的尺寸和形状，还可以改善其力学性能，延长使用寿命。

激光跟踪仪原理激光跟踪仪是一种常用于测量和追踪目标运动的仪器。

它利用激光束的特性，通过发射、接收和处理光信号来实现对目标的跟踪。

本文将介绍激光跟踪仪的原理和工作过程。

激光跟踪仪的原理基于激光的特性。

激光是一种特殊的光束，具有单色、单行波、高亮度和相干性等特点。

这些特性使得激光在目标跟踪中具有很大的优势。

激光跟踪仪首先通过激光发射器产生一束激光束，然后将其发射到目标上。

当激光束照射到目标表面时，部分光束被目标表面反射回来，称为反射光。

这些反射光中包含了目标的信息，如目标的形状、大小和位置等。

接下来，激光跟踪仪通过接收器接收反射光，并将其转换为电信号。

接收器通常由光电二极管或光电倍增管等光电器件组成。

光电器件可以将光信号转换为电信号，以便进一步处理和分析。

接收到的电信号经过放大和滤波等处理后，被送入信号处理器进行处理。

信号处理器根据接收到的信号，可以计算出目标的距离、角度和速度等信息。

这些信息可以用来描述目标的位置和运动状态。

在信号处理的过程中，激光跟踪仪通常采用一些特殊的算法和技术来提高跟踪的精度和稳定性。

例如，自适应滤波、卡尔曼滤波等算法可以用来抑制噪声和滤除干扰，从而提高跟踪的准确性。

激光跟踪仪的工作过程可以分为三个主要步骤：发射、接收和处理。

在发射阶段，激光跟踪仪通过激光发射器产生激光束，并将其发射到目标上。

在接收阶段，激光跟踪仪通过接收器接收目标反射回来的光信号，并将其转换为电信号。

在处理阶段，激光跟踪仪通过信号处理器对接收到的电信号进行处理和分析，从而得到目标的位置和运动状态。

激光跟踪仪在许多领域中都有广泛的应用。

例如，它可以用于航天、航空、船舶、汽车和机器人等领域中的目标跟踪和定位。

通过激光跟踪仪，可以实时监测目标的位置和运动状态，从而提高系统的安全性和可靠性。

激光跟踪仪是一种利用激光束进行目标跟踪的仪器。

它通过发射、接收和处理光信号，可以实现对目标的跟踪和定位。

激光跟踪仪在许多领域中都有广泛的应用，对提高系统的安全性和可靠性起着重要的作用。

测量技术方案汇总测量技术是指利用各种仪器、设备和方法，对被测对象进行观测、测试、分析、判定，从而获得所需信息的技术。

测量技术在工业、交通、医疗、军事、环境等领域都有着广泛的应用。

本文将对测量技术方案进行汇总，共计左右。

1. 激光测量技术方案激光测量技术是一种精度高、速度快、范围大的测量方法，广泛应用于航空航天、制造、医疗等领域。

激光测量技术的方案一般分为以下几个方面：（1）激光跟踪仪方案激光跟踪仪是一种利用激光束对目标进行精确跟踪的仪器。

其主要应用于军事、航天、工业等领域。

激光跟踪仪的方案包括激光束发射器、反射器、接收器以及控制系统等。

激光跟踪仪的优点是测量精度高、速度快、可靠性好。

（2）激光测距仪方案激光测距仪是一种通过激光束对目标进行距离测量的仪器。

其主要应用于测量、制造等领域。

激光测距仪的方案包括激光测距头、激光发射器、激光接收器以及控制系统等。

激光测距仪的优点是测量精度高、速度快、适用范围广。

（3）激光扫描仪方案激光扫描仪是一种利用激光束对物体表面进行扫描和测量的仪器。

其主要应用于制造、建筑、文化遗产保护等领域。

激光扫描仪的方案包括激光发射器、扫描镜、接收器以及控制系统等。

激光扫描仪的优点是测量精度高、速度快、能够实现三维重建。

2. 热量计测量技术方案热量计是一种利用热力学原理测量物质热量转化的仪器。

其主要应用于工业、环境、航空航天等领域。

热量计测量技术的方案一般分为以下几个方面：（1）水热力计方案水热力计是一种利用水的热力学性质测量热量的仪器。

其主要应用于汽车、发电等领域。

水热力计的方案包括加热器、传感器以及数据处理系统等。

水热力计的优点是测量精度高、反应迅速、适用范围广。

（2）热电偶测温方案热电偶是一种利用热电效应对温度进行测量的仪器。

其主要应用于工业、医疗等领域。

热电偶测温的方案包括温度测量头、信号放大器以及数据处理系统等。

热电偶测温的优点是测量范围广、精度高、稳定性好。

（3）热流计方案热流计是一种利用热传导原理测量热流的仪器。

激光跟踪仪系统在航空领域的应用摘要：介绍目前飞机装配、制造中具有代表性的计算机辅助测量系统设备——激光跟踪仪系统的工作原理及功能，并结合实例介绍了激光跟踪仪系统的应用，以及激光跟踪仪系统的发展趋势。

关键词：计算机辅助测量系统激光跟踪仪装配工装全机水平测量1.激光跟踪仪系统1.1激光跟踪仪系统的概念激光跟踪测量系统（Laser Tracker System）是工业测量系统中一种高精度的大尺寸测量仪器。

它集合了激光干涉测距技术、光电探测技术、精密机械技术、计算机及控制技术、现代数值计算理论等各种先进技术，对空间运动目标进行跟踪并实时测量目标的空间三维坐标。

它具有高精度、高效率、实时跟踪测量、安装快捷、操作简便等特点，适合于大尺寸工件配装测量，测量静止目标，跟踪和测量移动目标或它们的组合。

SMART310是Leica公司在1990年生产的第一台激光跟踪仪，1993年Leica公司又推出了SMART310的第二代产品，其后，Leica公司还推出了LT/LTD系列的激光跟踪仪，以满足不同的工业生产需要。

激光跟踪仪因不同领域需要，其种类也有很多种，在此仅以航空领域应用较多的一类激光跟踪仪为对象进行介绍。

图11.2激光跟踪仪系统的组成激光跟踪仪的实质是一台能激光干涉测距和自动跟踪测角测距的全站仪，区别之处在于它没有望远镜，跟踪头的激光束、旋转镜和旋转轴构成了激光跟踪仪的三个轴，三轴相交的中心是测量坐标系的原点。

系统的硬件主要组成部分包括：传感器头、控制器、电动机和传感器电缆、带LAN电缆的应用计算机以及反射器。

见图2图2(1) 传感器头：读取角度和距离测量值。

激光跟踪器头围绕着两根正交轴旋转。

每根轴具有一个编码器用于角度测量和一只直接供电的DC电动机来进行遥控移动。

传感器头的油缸包含了一个测量距离差的单频激光干涉测距仪（IFM），还有一个绝对距离测量装置（ADM）。

激光束通过安装在倾斜轴和旋转轴交叉处的一面镜子直指反射器。

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。