李彬鵬，茅 健

（上海工程技術(shù)大學(xué) 機械與汽車工程學(xué)院,上海 201620）

作為國家航空工業(yè)發(fā)展程度的重要標(biāo)志，大型飛機的生產(chǎn)制造能力代表了一個國家的綜合實力.歐美國家的飛機制造公司早已將數(shù)字化測量系統(tǒng)引入飛機裝配中，以高精度的測量、控制進而提升飛機裝配精度[1].美國波音公司早在1998 年就已經(jīng)開始研究iGPS 測量系統(tǒng)，并且已將其應(yīng)用于747、787 等飛機整機的裝配線中，該系統(tǒng)在大尺寸工件的檢查、裝配等方面發(fā)揮著重要作用.波音公司也運用激光跟蹤儀對JSF 戰(zhàn)斗機的空間位姿進行檢測[2].國內(nèi)一些飛機制造廠逐步引進數(shù)字化測量技術(shù)，但測量技術(shù)以及測量體系還不夠完善，其應(yīng)用在某種程度上受到制約.因此，探索飛機大尺寸零部件測量技術(shù)對于提升我國航空制造技術(shù)、助力國產(chǎn)大型飛機的研制具有重要意義.

1 大尺寸飛機零部件檢測技術(shù)

1.1 三坐標(biāo)測量法

三坐標(biāo)測量法需要依靠三坐標(biāo)測量機對高精度自由曲面進行檢測.三坐標(biāo)測量機中，3 個互相垂直的運動軸共同建立起坐標(biāo)系，測頭在其中運動.三坐標(biāo)測量機工作時，將被測部件放在工作臺上，探頭逐漸移動到指定位置與被測件表面接觸，即可實時顯示出探頭中心點的精確坐標(biāo).探頭沿著工件表面移動，并在固定點位停止移動進行測量，即可得出被測部件上采樣點的坐標(biāo)值，三坐標(biāo)測量工作圖如圖1 所示.

圖1 三坐標(biāo)測量工作圖Fig.1 Working diagram of three-coordinate measurement

史建華等[3]通過建立輔助坐標(biāo)系對葉尖進行掃描，選用三坐標(biāo)測量機并配以旋轉(zhuǎn)式連續(xù)掃描探頭，同時利用最佳擬合法來建立坐標(biāo)系.試驗結(jié)果表明，此方法能有效減少因葉身曲率變化大、葉片剛性降低并與測針之間發(fā)生共振現(xiàn)象等因素對測量精度造成的影響.高繼昆等[4]通過三維曲線掃描方法測量葉盤葉片的型面，結(jié)果表明，采用三維曲線掃描測量和計算可以有效減少通過二維曲線掃描所造成的誤差，使測量結(jié)果更加準(zhǔn)確；但三維曲線掃描方法在計算和評價時相對復(fù)雜，還需要進一步完善.張現(xiàn)東等[5]研究適用于葉片三坐標(biāo)測量的測點優(yōu)化采樣方法，引入撓度使傳統(tǒng)采樣方法同時適用于空間及平面曲線，并研究了葉片被測截面選取方法以減小重構(gòu)誤差.歐陽婷婷等[6]針對曲面輪廓度坐標(biāo)測量，提出完全基準(zhǔn)約束、不完全基準(zhǔn)約束與無基準(zhǔn)約束3 種情況下的測量與擬合方法.戚明軒等[7]使用三坐標(biāo)測量機采集點云數(shù)據(jù)，并利用最小二乘濾波降噪算法完成對數(shù)據(jù)的曲線曲面重構(gòu)，得到符合精度要求的航空發(fā)動機葉片逆向工程數(shù)模.Stojadinovic 等[8]借助控制數(shù)據(jù)表(CDL)和.ncl(DMIS)文件實現(xiàn)基于坐標(biāo)測量機的離線DIT，開發(fā)用于檢測標(biāo)準(zhǔn)公差類型(同心度、垂直度等)的虛擬測量系統(tǒng).Forbes[9]建立近似的三坐標(biāo)機行為模型用于生成點云相關(guān)的方差矩陣，并對如何將與點云相關(guān)聯(lián)的方差矩陣傳播到與派生特征相關(guān)聯(lián)的方差矩陣進行了討論.該模型可評估派生特征相關(guān)的不確定性，進而確定合適的測量儀器與方法.

綜上，三坐標(biāo)測量法在飛機的葉片測量領(lǐng)域應(yīng)用較多，適用于測量復(fù)雜曲面，具有測量精度高、自動程度高等優(yōu)點，但在實際使用中會受到環(huán)境濕度、溫度等的影響，測量效率較低，不能滿足流水線生產(chǎn)需要，且探頭接觸可能導(dǎo)致工件表面劃傷或工件變形，探頭本身的半徑問題也會對測量帶來干擾，需要在結(jié)果中進行補償.近年來，非接觸式三坐標(biāo)測量法正在興起，但技術(shù)尚在完善中.

1.2 激光雷達測量法

激光雷達系統(tǒng)包含激光發(fā)射器、接收系統(tǒng)與處理系統(tǒng)，激光雷達工作原理如圖2 所示.紅外激光器發(fā)出兩束光線，一束到達被測物表面并被反射，傳輸時間為TD；另一束在已知長度的光纖內(nèi)傳輸，輸出時間為TF，當(dāng)兩束光纖匯合時，輸出混頻信號，△T=TD?TF.系統(tǒng)中具有多根已知長度的光纖，通過比較測量的方法來完成距離測量.通過反射鏡和旋轉(zhuǎn)頭來獲取待測目標(biāo)的方位角和仰角，同時轉(zhuǎn)換成直角坐標(biāo)，即完成了測量.

圖2 激光雷達測量原理Fig.2 Measurement principle of lidar

亢甲杰等[10]提出需要滿足轉(zhuǎn)臺垂直軸系與水平軸系垂直、水平軸線與反射鏡面重合等條件以提高激光雷達坐標(biāo)測量系統(tǒng)儀器精度，并對系統(tǒng)誤差參量進行標(biāo)定和補償以消除測角誤差，提高系統(tǒng)坐標(biāo)測量精度.崔深山等[11]通過視覺手持測量與激光掃描協(xié)同的方式對結(jié)構(gòu)曲面提取點云數(shù)據(jù)，提出兩種方法融合的方案并搭建測量系統(tǒng).試驗結(jié)果表明該方法可有效提高高次曲面測量精度.劉玉松等[12]將Metrascan 掃描儀和激光雷達兩種測量技術(shù)相融合，以激光雷達坐標(biāo)系作為高精度基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系，從而提高了Metrascan 掃描精度，通過對比驗證此方法可提高飛機外形數(shù)字化測量的精度與效率.潘鑫等[13]提出一種基于激光雷達回波信號信噪比(SNR)的精度分析方法，綜合待測距離、入射角、材料屬性等因素對結(jié)果的影響，利用信噪比的變化規(guī)律結(jié)合儀器不確定度，確定了針對點云不同區(qū)域的精度修正因子.該方法有效減小測量誤差對變形量的影響.但后續(xù)為提高精度修正因子的準(zhǔn)確度，還需要考慮各因素耦合變化的影響.張欣婷等[14]提出基于邁克爾遜干涉儀的激光雷達測距系統(tǒng)，其原理為差頻干涉，可通過Zemax 宏語言實現(xiàn)變倍距離測量，達到非接觸快速測量復(fù)雜三維曲面的目的.Yang 等[15]提出一種時空復(fù)用陣列成像激光雷達技術(shù)，利用空間和時間編碼復(fù)用技術(shù)，僅使用M個探測器即可獲得M× 22 個像素，大幅提高激光雷達的成像速度和分辨率.

綜上，激光雷達測量技術(shù)是一種高精度非接觸式測量技術(shù)，掃描所得點云包含位置信息以及色彩信息，效果如圖3 所示.激光雷達測量分辨率與準(zhǔn)確度較高，但是激光雷達的波束極窄，容易受到外界環(huán)境干擾且探測效率較低，一般用于對飛機外形等尺寸較大的部件進行測量.

圖3 Flash 激光雷達成像Fig.3 Flash lidar imaging

1.3 室 內(nèi)GPS 測量 法

室內(nèi)GPS 是一種多站位大尺寸坐標(biāo)測量系統(tǒng)，其基于光電掃描系統(tǒng)工作，如圖4 所示.室內(nèi)GPS主要由發(fā)射站、接收器、解算工作站和信號處理器構(gòu)成.每個發(fā)射站發(fā)射兩束傾斜的、勻速旋轉(zhuǎn)的激光扇面來進行掃描；接收器接收到光信號并轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)角度；解算工作站處理時間信息并進行坐標(biāo)的解算、顯示及存儲，同時還負(fù)責(zé)管理整個系統(tǒng)資源.

圖4 室內(nèi)GPS 結(jié)構(gòu)示意圖Fig.4 Schematic diagram of indoor GPS structure

趙子越等[16]設(shè)計一種室內(nèi)GPS 與激光跟蹤儀協(xié)同工作的方法，提出基本約束方程構(gòu)建方法，引入兩種幾何約束來構(gòu)建相對約束方程，進而提高組網(wǎng)精度.此方法具有高精度和高效率的特點，能滿足裝備制造業(yè)中大尺寸測量任務(wù)的測量需求，但是組網(wǎng)精度受激光跟蹤儀站位布局的影響，未來需要繼續(xù)優(yōu)化算法來提高測量網(wǎng)絡(luò)精度.范斌等[17]對比激光跟蹤儀和室內(nèi)GPS 兩種技術(shù)，發(fā)現(xiàn)室內(nèi)GPS 無需轉(zhuǎn)站的建網(wǎng)特點，可提高數(shù)字化檢測效率，但組網(wǎng)精度與測量精度較低，目前主要適用于測量范圍較大，需要一定測量效率且不追求高測量精度的測量環(huán)境，后續(xù)研究需要加強室內(nèi)GPS 測量系統(tǒng)場的規(guī)劃.范景韜等[18]提出一種基于免疫優(yōu)化算法的iGPS 發(fā)射器布局優(yōu)化方法，得到測量不確定度模型，建立了親和度函數(shù)，使用免疫優(yōu)化算法對發(fā)射器布局進行優(yōu)化.仿真試驗表明，優(yōu)化后布局的測量不確定度明顯低于經(jīng)驗布局，精度相對較高，優(yōu)化效果明顯.陳良杰等[19]采用坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換算法，統(tǒng)一了iGPS 測量坐標(biāo)系與設(shè)計坐標(biāo)系，通過加權(quán)單位四元數(shù)的位姿比對技術(shù)進行調(diào)資驅(qū)動點的當(dāng)前坐標(biāo)值的解算，采用“三點調(diào)資法”進行部件調(diào)資軌跡規(guī)劃，結(jié)算調(diào)資定位器各驅(qū)動軸的增量.栗輝[20]提出一種iGPS 測量系統(tǒng)和激光雷達協(xié)同工作的測量方法，建立飛機數(shù)字調(diào)平模型，設(shè)計了飛機水平測量方案.結(jié)果表明，該方法能測量地面設(shè)備相對于飛機局部點的精確位置關(guān)系，可用于測量多種表面的間隙、階差等.但是實際中材料屬性并非完全與理論值一致，有可能存在仿真值與實際值相脫離，因此只能將有限元計算作為輔助.不同測量設(shè)備采用不同的通訊接口，不同設(shè)備的測量數(shù)據(jù)造成的數(shù)據(jù)互通和測量數(shù)據(jù)集成極其不便.Zhou 等[21]研究了基于非共面交會原理的iGPS 雙發(fā)射機測量原理，并對其進行了不確定度分析，針對某巡邏設(shè)備iGPS 位置跟蹤實驗的iGPS 多發(fā)射機布置進行仿真設(shè)計，試驗精度可達到小于等于0.4 mm.Schmitt 等[22]展示了使用全局參考跟蹤無導(dǎo)向傳送帶上的大型部件的結(jié)果，同時研究了計量系統(tǒng)在更高頻率上檢測到微小的位置偏差的問題.

綜上，室內(nèi)GPS 效率高，在飛機總裝中常會用到，如圖5 所示.通常會結(jié)合其他測量方法進行協(xié)同測量，來解決其精度較其他方法低的缺陷.但是該方法設(shè)備較多，容易受到環(huán)境的振動影響，且組網(wǎng)精度受布局影響，需要進一步優(yōu)化.

圖5 室內(nèi)GPS 在總裝中的應(yīng)用Fig.5 Application of indoor GPS in final Assembly

1.4 激光跟蹤儀測量法

激光跟蹤儀是由激光測距、角度編碼以及光學(xué)跟蹤設(shè)備構(gòu)成的高精度測量設(shè)備，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)大空間測量領(lǐng)域.激光跟蹤儀觀測點位相對于站位的水平角、垂直角以及觀測點到站位之間的距離，然后以極坐標(biāo)計算的方式唯一確定觀測點的三維坐標(biāo)[17].其結(jié)構(gòu)原理圖如圖6 所示.

王子辰等[23]采用光跟蹤儀與柔性關(guān)節(jié)坐標(biāo)測量臂相結(jié)合的測量方式，建立基于激光跟蹤多邊測量方法的特大齒輪組合式測量網(wǎng)絡(luò)，通過跳蛙技術(shù)確定激光跟蹤儀和柔性關(guān)節(jié)坐標(biāo)測量臂間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，實現(xiàn)不同站位下測量臂測量數(shù)據(jù)的空間配準(zhǔn)，通過仿真試驗對比測量數(shù)據(jù)顯示，組合式測量誤差平均值為0.007 mm，誤差標(biāo)準(zhǔn)差為0.004 mm，有效提升了測量精度.喬貴方等[24]搭建一種單激光跟蹤儀的順序多站式測量系統(tǒng)，將一臺激光跟蹤儀置于不同基站位置，對機器人末端位置進行獨立測量，再基于多邊測量方法計算機器人末端位置，有效優(yōu)化了測量不確定度.但是系統(tǒng)搭建過程較為復(fù)雜，后續(xù)工作需要簡化過程并繼續(xù)優(yōu)化測量精度.朱緒勝等[25]提出基于蒙特卡洛仿真的車間現(xiàn)場激光跟蹤儀測量站位優(yōu)化方法，建立非均勻溫度場下的激光跟蹤儀測量模型，以此為基礎(chǔ)建立包含離散點和形位誤差兩類測量任務(wù)的不確定度評價模型與不確定度最小化的激光跟蹤儀站位優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用在飛機檢驗工裝測量過程中.結(jié)果顯示此模型優(yōu)化了測量站位問題，提高了現(xiàn)場布置的合理性.汪昭義等[26]提出一種基于激光跟蹤儀的三維測邊網(wǎng)平差的預(yù)準(zhǔn)直測量方法，通過搭建多個測站將定位點和測站點的坐標(biāo)進行平差解算得到較高精度的定位點坐標(biāo)，并分析不同測站數(shù)目下定位點的解算精度，得到局部最優(yōu)測站數(shù).試驗結(jié)果表明，三維測邊網(wǎng)平差解算的精度遠(yuǎn)高于同等條件下三維邊角網(wǎng)平差解算精度.后續(xù)工作需要探討如何合理布設(shè)空間網(wǎng)點使誤差在水平和垂直方向上分布更均勻，如何結(jié)合不同儀器共同完成測量工作聯(lián)合平差處理.Gai 等[27]提出一種多站捆綁平差(BAMS)方法，通過捆綁平差將所有測量站和增強型參考系(ERS)構(gòu)建成一個完整的測量坐標(biāo)系(EMCS)，使用穩(wěn)定的參考系點將測量坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到裝配坐標(biāo)系中，從而建立BAMS 的誤差模型.仿真試驗結(jié)果表明多站捆綁平差方法比單站最佳擬合方法的不確定度更小.Aguado 等[28]提出一種綜合考慮激光跟蹤器特性和機床特性的基于非線性優(yōu)化的激光跟蹤器定位影響分析算法，該算法可有效減少準(zhǔn)靜態(tài)誤差對機床的影響，提高了機床的精度.Zhou等[29]通過推導(dǎo)激光跟蹤器的點測量誤差和不確定度橢球，優(yōu)化測量站，建立基于激光跟蹤器計量的測量網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)可將眾多小反射面對準(zhǔn)成一個高精度的表面，保證了曲面精度和縫隙寬度.Wang 等[30]通過基于多站分時測量原理的激光跟蹤儀對機床的幾何誤差進行檢測，該方法可以識別出直線軸和旋轉(zhuǎn)軸的每一種誤差，利用該誤差模型，可以通過修改加工工藝(G 代碼)來進行誤差補償，并利用新的G 代碼來提高加工精度.

綜上，激光跟蹤儀具有微米級精度，可實現(xiàn)快速測量和動態(tài)測量，激光跟蹤儀在民用航空制造中應(yīng)用如圖7 所示.根據(jù)前面分析可知，激光跟蹤儀具有微米級精度，可實現(xiàn)快速測量和動態(tài)測量，但其成本較高，在測量空間較狹小的情況下不能很好地測量出被測物體的全貌.目前，研究熱點集中于測量站的優(yōu)化問題和組網(wǎng)精度優(yōu)化問題，且在研究減小不確定度方面需進一步探討.

圖7 激光跟蹤儀在民用航空制造中的應(yīng)用Fig.7 Application of laser tracker in civil aviation manufacturing

1.5 機器視覺測量法

機器視覺測量將被測量目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號，傳送到專門的系統(tǒng)對圖像進行處理，得到其形態(tài)信息，進而轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號，圖像系統(tǒng)對數(shù)字信號進行運算來抽取目標(biāo)特征進行測量.雙目視覺測量系統(tǒng)示意圖與硬件裝置如圖8 所示.

圖8 雙目視覺測量結(jié)構(gòu)圖Fig.8 Structure diagram of binocular vision measurement

馮西等[31]設(shè)計一種二維形貌檢測系統(tǒng)，相機位置由光電編碼器進行精確定位，將工件分解為多個部分采集，同時為得到精確直線/圓弧方程，提出一種亞像素直線/圓弧檢測算法.試驗結(jié)果表明，此系統(tǒng)具有較好的魯棒性與精度.吳慶華等[32]提出一種多相機陣列大尺寸測量系統(tǒng)快速標(biāo)定方法，通過線性平移使不同相機獲得同一個標(biāo)靶特征點在不同相機坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，通過標(biāo)靶的線性約束來求解相機之間的位置與姿態(tài)關(guān)系.此方法可將任意相機的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到同一個測量坐標(biāo)系中，且速度快、精度高.后續(xù)可繼續(xù)研究使用相同標(biāo)靶進行相機的內(nèi)參與位姿關(guān)系標(biāo)定以提高效率.楊帆等[33]結(jié)合四角共線標(biāo)志來約束進而對相機進行標(biāo)定，將標(biāo)定控制點布置在空間測量視場范圍內(nèi)靠近主點的地方，利用線性變換求解標(biāo)定初值，將共線標(biāo)志約束尺放置在拍攝視場四角，利用交比不變性質(zhì)用直線擬合求解畸變系數(shù)，優(yōu)化控制點的數(shù)量得到現(xiàn)場標(biāo)定最優(yōu)解.熊峰等[34]研究大尺寸復(fù)雜精沖零件智能測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)可對復(fù)雜的大尺寸精沖零件進行X?Y平面的高精度測量和Z方向的尺寸或粗糙度的測量，應(yīng)用改進的貪心算法獲取并優(yōu)化檢測路徑，拼接局部采樣圖像并與運動反饋相結(jié)合來提高測量精度.運行結(jié)果表明，系統(tǒng)測量600 mm×600 mm×8 mm 范圍內(nèi)復(fù)雜精沖件精度可達 ± 0.010 mm.劉之遠(yuǎn)等[35]設(shè)計一套基于雙目視覺的鈑金件邊緣檢測原型系統(tǒng)，其原理為向待測件投射激光條紋，系統(tǒng)并行處理接收信號進行增量式三維重建，其中著重討論激光條紋中心點實時提取、點云實時拼接、全局光束平差優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)對待測件較高幀率的實時檢測.Hao 等[36]提出一種灰度圖像合成方法，其試驗結(jié)果表明，當(dāng)定標(biāo)部件與攝像機之間的距離等于零件與攝像機之間的距離時，測量精度可達到1 μm.He 等[37]提出一種基于序列局部圖像尺寸特征的視覺測量方法，通過將成像區(qū)域限定在光面的中心位置，可用來測量大尺寸、小變形圖像的零件，其誤差累積小，能夠滿足機械零件精密測量的要求.

機器視覺技術(shù)發(fā)展迅速，工業(yè)圖像采集硬件設(shè)備質(zhì)量的不斷提高.在航空測量領(lǐng)域中，視覺測量具有高精度、高效率、非接觸等特點，發(fā)展前景十分良好.只需通過CCD 等工業(yè)相機就可獲取較為理想的圖像數(shù)據(jù)，但是在拍照時一般需要配備光源對測量區(qū)域進行打光，否則圖像較暗，給后續(xù)處理帶來不便.未來機器視覺發(fā)展趨向于智能化，系統(tǒng)能夠根據(jù)實時檢測信息進行自動反饋，提高檢測效率.將機器視覺嵌入其他系統(tǒng)中，借助硬件實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的高速處理，可進一步提升其實時性.各種測量方法的優(yōu)缺點以及其適用場景見表1.

表1 各測量方法優(yōu)缺點及其適用場合Table 1 Advantages and disadvantages of measurement methods and their applicable occasions

2 研究展望

大尺寸部件的測量技術(shù)各有優(yōu)劣，往往一種技術(shù)在某方面有突出優(yōu)點，在另一些方面就具有不足.如何在保持優(yōu)點的同時彌補或者消除其缺點是當(dāng)前的研究方向.一些研究者通過兩種方法結(jié)合協(xié)同工作的方式進行優(yōu)缺點互補，如iGPS 與激光跟蹤儀結(jié)合實現(xiàn)實時監(jiān)控對接過程并保證后期精度.未來研究方向在于通過其他兩種或多種方法結(jié)合的方式進一步發(fā)揮測量技術(shù)的優(yōu)勢.

在使用激光跟蹤儀時，因受制于飛機部件和裝配的限制，單臺激光跟蹤儀并不能單獨測量所有目標(biāo)點，需要多臺激光跟蹤儀協(xié)同工作.不同激光跟蹤儀的數(shù)據(jù)相互獨立，需建立統(tǒng)一基準(zhǔn)的測量場對數(shù)據(jù)進行融合，其配置優(yōu)化方法與精度評價需要進一步完善.

視覺測量近年來不斷發(fā)展，目前已經(jīng)能夠初步達到航空設(shè)備關(guān)鍵零部件的精密檢測標(biāo)準(zhǔn).同時，以單目單站為主題、單目多站為協(xié)同的視覺測量已經(jīng)成為航空裝備服役飛行過程中對地觀測及著陸位姿動態(tài)測量的重要途徑.高端裝備制造過程中需輔以高精密的測量手段，迫切需要效率高、成本低的視覺檢測技術(shù)來滿足生產(chǎn)加工需要，為加工過程中的尺寸檢測、輪廓測量等工作提供技術(shù)保障.目前由上海拓璞數(shù)控科技有限公司制造的雙五軸鏡像銑削裝備采用主動視覺測量裝置，通過在加工前對毛坯件進行掃描，得到點云數(shù)據(jù)逆向構(gòu)建三維模型，再與理論模型進行對比，從而對刀具路徑進行修正.但加工完成后的測量工作仍需要通過傳統(tǒng)模胎進行，效率較低且成本很高.究其原因是目前視覺測量裝置無法實現(xiàn)對蒙皮輪廓度的精準(zhǔn)測量，對于中間有鏤空及下陷的蒙皮測量效果不理想，未來仍需從測量角度以及針對于蒙皮受切削力彈性變形后如何通過仿真得到模擬在模胎上測量的效果等方向進行研究.

隨著飛機裝配技術(shù)的更新?lián)Q代，測量技術(shù)由“定性檢測、事后檢驗”轉(zhuǎn)換為“定量測量、實時跟蹤”，徹底貫穿飛機產(chǎn)品的生產(chǎn)線，成為飛機數(shù)字化測量關(guān)鍵技術(shù).目前對數(shù)字化測量技術(shù)又有了更高層次的要求——“智能測量、實時反饋”.通過物聯(lián)網(wǎng)、泛在網(wǎng)等技術(shù)，對飛機裝配所需物料資源與裝配過程進行監(jiān)測監(jiān)控，成為智能裝配體系中的“神經(jīng)末梢”.

3 結(jié)語

本研究探討5 種飛機大尺寸零件的檢測技術(shù)方法，分析5 種檢測方法目前的研究熱點方向及亟待解決的不足.

1) 三坐標(biāo)測量法主要分為接觸式與非接觸式兩大類.接觸式三坐標(biāo)測量發(fā)展較為完善，測量精度高，針對如葉輪、深腔等復(fù)雜曲面測量效果較為理想.但該方法測量點位繁多，測量臂需要進行大量移動，導(dǎo)致測量效率低下，無法滿足流水線生產(chǎn)需求；受環(huán)境影響，機器穩(wěn)定運行需要恒溫環(huán)境，且接觸探頭可能會劃傷零件表面等.非接觸式測量目前技術(shù)尚未成熟，還需進一步研究.

2) 激光雷達通過激光測距獲取被測物點位信息，為保證光路的可達性，需要將激光雷達放置于合適的位置.通常一個站位無法完成測量，需要轉(zhuǎn)站，導(dǎo)致其探測效率較為低下，同時因波束極窄易受環(huán)境影響，但其測量分辨率與精度較高.

3) 室內(nèi)GPS 常與其他測量方法協(xié)同工作，易受測量環(huán)境的振動影響，且組網(wǎng)精度受布局影響.未來需對測量單元和測量網(wǎng)絡(luò)的測量場精度與發(fā)射器布局及目標(biāo)點空間位置的量化關(guān)系進行分析.

4) 激光跟蹤儀可實現(xiàn)快速測量和動態(tài)測量，但是成本較高，導(dǎo)致在實際測量過程中通常采用單臺跟蹤儀多站位的測量方式，因此在進行測量時還需要考慮不同站位下自身所存在的建站誤差以及測量空間的大小，所以通常在測量空間較為狹小的情況下不能很好地測量出被測物體的全貌.

5) 機器視覺技術(shù)憑借其非接觸、高精度、高效率、穩(wěn)定性好、可實現(xiàn)在機實時測量等優(yōu)點，迅速成為目前研究熱點，具有良好的發(fā)展前景.未來機器視覺趨向于智能化，將機器視覺嵌入其他系統(tǒng)中，借助硬件實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的高速處理，可進一步提升其實時性.

未來針對大尺寸零部件的檢測將以視覺檢測技術(shù)為主流，通過CCD 相機等成本較低的設(shè)備來完成高效率的測量工作，同時對圖像數(shù)據(jù)處理進行研究.通過在機快速檢測得到圖像數(shù)據(jù)，不占用機床生產(chǎn)時間，將所得數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)快速處理后得到測量結(jié)果從而判斷是否滿足加工需要.