航空制造概论--数字测量技术及应用讲解.ppt

在这测量过程中，两台经纬仪的互瞄以及观测被测量点P的过程称为相对定向，因此时仅起到定向作用，实际测量点P的值尚求不出来。因为A、B两台经纬仪之间的水平距离b尚未测出来，此处A、B两点间的水平距离b称作基线，确定基线b长度的过程称作绝对定向。 * 北京航空航天大学飞行器制造工程系 * 十三、数字测量技术 13.1 计算机辅助电子经纬仪（CAT）工业测量系统及其应用 我国的飞机制造中长期使用样板——标准样件协调方法，这种制造方法周期长、困难多、精度低、对大中型飞机也不合适。 我国在部分飞机工厂也较早地采用普通光学仪器安装型架的方法，这种方法成本低、操作简单、与工具球（一种光学目标）和工具尺相结合，可获得满意的测量精度。但此法速度慢，对于一些复杂情况（如斜面上的零件安装）难以满足使用要求，特别近几年来飞机产品的全数字化定义后，这一方法也不能与它方便地衔接。 计算机辅助电子经纬仪的测量系统从八十年代开始引起航空航天制造业的普遍关注。在我国与美国合作生产麦道90飞机和波音737－700部件中都采用这一先进的CAT工业测量系统，收到了良好的效果。 （一）CAT系统的组成及其特点 以我国航空工业中使用的ManCAT系统为例作一说明，它由电子经纬仪、计算机、通道接口、标尺、观测目标、脚架、目标适配器和打印机所组成。 ManCAT系统示意图 （1）电子经纬仪 电子经纬仪用于获取观测数据，它可提供水平和垂直两个方向上的角度精确数据，可用两台或多台电子经纬仪的光学视线构成测量系统。工厂用的T3000电子经纬仪是一种高精度测量仪，具有动态测角、全自动读数、电信号传递和误差自动补偿等功能，它的分辨率是0.1秒，角度测量精度小于0.5秒，被测目标的坐标位置精度达0.001英寸（0.025毫米）。 电子经纬仪 建立光学视线 （2）计算机 即普通的微机，ManCAT的测量软件系统就安装在上面，用它来控制测量过程、存贮和处理观测数据。 （3）通道接口（Ports） 用于联接计算机与电子经纬仪，构成完整的测量系统，方便实现测量过程的控制和数据的通信。 （4）标尺（Scale bar） 标尺用来确定测量系统尺度的绝对基准或系统的比例。标尺的材质最好与被测对象的主体材质一致或近似，以避免测量过程中环境因素的影响。 80.XXXX ． ． ． 标尺 在测量系统中，作为电子经纬仪光学视线,前方的交会目标。由于经纬仪通常不能直接测量被测物体，而是通过测量其上的观测目标，在测量过程中，使电子经纬仪中望远镜的十字线交点调整到与观测目标上的中心点尽量一致。再减去它的高度（或厚度）则为被测物体的值，观测目标在工厂中称工具球，它也是一个标准件，所以被测物体上应设置观测目标孔，便于放置观测目标，有时在被测物体上要专门设计目标适配器，提供安放观测目标的位置孔。 观测目标 目标的厚度 （5）经纬仪脚架（Theodolite stands） 用于支撑电子经纬仪，保证经纬仪在工作过程中具有良好的稳定性，以便整个测量过程中的参考系保持不变。 （6）打印机（Printer） 用于输出测量结果。 （二）CAT系统的建立 首先是它的坐标系统的建立，即怎样保证飞机产品的设计坐标系统能体现在装配型架上。而型架上的实际坐标系是通过一系列基准点来实现的。CAT系统通过测量这些基准点，并进行一些计算工作建立飞机产品坐标体系并实现其变换。 OTP4 X=14.2000 Y= 6.5000 Z= 0.0000 OTP5 X=9.2000 Y= 6.5000 Z= 0.0000 OTP6 X=4.2000 Y= 6.5000 Z= 0.0000 OTP3 X=14.2000 Y= 0.5000 Z= 0.0000 OTP1 X=4.2000 Y= 0.5000 Z= 0.0000 OTP2 X=9.2000 Y= 0.5000 Z= 0.0000 工作坐标系 6.5000 4.2000 * * * * * * Y X Z 1：电子经纬仪的设站 电子经纬仪的设站是测量工作的第一步，也是最关键的一步。因为站位选择得好，不仅可以避免许多重复性工作，节省测量时间，提高工作效率，而且能够提高测量精度。 在电子经纬仪设站时应考虑到下列一些因素： （1）电子经纬仪的设站 电子经纬仪的测量角Apex，考虑到测量精度的原因，一般Apex角应在50°～130°之间，一般由几个圆弧段组成的闭合区域。 测量角Apex 测量角A