導讀：我國大飛機制造起步較晚，與國外先進水平相比差距較大。但通過采用iGPS、激光跟蹤儀等先進測量、定位技術和氣墊運輸技術，可在較高的技術起點上提高我國大飛機裝配技術水平，縮小與國外先進水平差距，提高工作效率，節約成本，是實現我國大飛機的柔性裝配制造的重要組成部分。
數字化測量技術
在自動化裝配中都要采用數字化測量系統來輔助定位和移動，從現行應用上，數字化測量技術主要包括iGPS測量系統及激光跟蹤測量技術2種。
iGPS測量技術。在工業測量領域，根據GPS定位系統的原理，開發出了基于區域GPS技術的三維測量技術，即iGPS（IndoorGPS）系統。它是一種具有高精度、高可靠性和率的測量系統，主要用于解決大尺寸空間的測量與定位問題。
iGPS測量系統具有三大特點：測量誤差達到一定值后就不再隨著測量范圍的增大而增大；允許多名技術人員手持傳感器獨立而并行地進行測量；可在一個坐標系內，完成坐標測量、跟蹤測量、準直定位、監視裝配等任務。
iGPS系統主要由以下部分組成：發射器，標準的iGPS系統含有4個計量型發射器，用于高精度的計量應用；傳感器（3D智能靶鏡），iGPS系統支持各種不同結構的傳感器，同時與3個發射器在線通信，這些傳感器將自動串行地把的3D坐標值傳送給用戶；手持探頭，iGPS系統在工作區域內可以同時支持無數量限制的傳感器；系統軟件，每套iGPS系統都配有基于位置的服務器和手持式無線客戶軟件，包括計量軟件包；接收器電路，iGPS系統要求每個傳感器連接到一個放大器和信號處理接收器電路板上。
iGPS在設置和校準過程中將會帶來誤差，這是因為校準和設置測量不僅包含著與發射器校正有關的誤差，而且也包含著與測量有關的正常誤差。因此，應要均勻、合理地采點才能使設置誤差小化。通過分析可知，在整個測量范圍內，線性誤差是一個常量;而其余誤差均與方位角、仰角或測量過程有關。
激光跟蹤儀技術。激光跟蹤儀是以激光干涉儀、測距儀為測距手段、以繞兩個軸轉動的角度編碼器為測角手段的移動式坐標測量機。激光跟蹤儀系統包括反射鏡、角度編碼器、電機、位置探測器、分光鏡、干涉鏡、距離探測器等部分，可以輕松實現目標的靜態坐標測量和動態軌跡跟蹤，是一種高精度、高分辨率、大范圍、智能化動態測量儀器。
氣墊運輸技術
根據大型飛機柔性裝配的生產組織，如何能夠使這些重載部件在生產線工位間，以及裝配型架的靈活移動是擺在面前的主要問題。結合國外大型飛機的裝配實踐，具有承載力強、行走靈活、自動化程度高的氣墊技術是解決此問題一種比較好的途徑。氣墊運輸裝置利用氣體薄膜技術托起并移動載荷，該技術在國外有著廣泛的應用，并向自動控制、自動定位高性能方向發展，已達到千噸級承載，并通過遠程遙控技術將氣墊運輸應用于核廢料處理、放射性環境、易燃易爆環境。目前國內在變壓器行業、高速列車制造、冶金等行業所應用到大噸位、高性能氣墊運輸車（40噸以上級）幾乎全部是國外進口。隨著我國大飛機等重大項目的實施，發展新的符合國內裝配需求的氣墊運輸裝備已成為必然趨勢。
氣墊搬運裝置的概念包括氣墊搬運裝置本身及該裝置的工作環境。氣墊裝置由支撐懸浮的氣墊單元和驅動行走單元組成，氣墊單元又包括自適應控制器、支承塊、氣囊等。驅動行走單元是根據負載的大小而配置的特定裝置，該裝置提供驅動力和轉向能力，可通過有線或者無線進行操作。工作環境是指較平滑的工作地面。此外，氣墊裝置工作時需要壓縮空氣，這可利用工廠內部的壓縮空氣系統，也可以使用單獨的空氣壓縮機。
氣墊運輸技術具有以下幾方面的技術優勢：根據有線操作單元設定的參數或無線發射的數據控制氣墊運輸裝備的定位運行，或者運行過程中檢測到信號后控制氣墊運輸裝備的定位運行，使運輸裝備具有防碰撞的能力；根據動態高度傳感器檢測的地面坡度的變化，通過調節高頻響氣流比例調節閥，控制系統對多組氣墊單元進行同步控制，提高運輸裝備運行的平穩性和安全性，減少噪音；直線運動時，根據導引帶或方向偏擺傳感器檢測的信號，調整轉向驅動機構，從而調節運輸裝備的行走方向。
數字化測量技術與氣墊技術在飛機裝配中的應用
波音和空中客車公司，其飛機裝配工藝與設備產生了根本的變化，其中iGPS在飛機裝配中得到了廣泛的應用。iGPS系統能夠建立一個大尺寸的空間坐標系，并且一旦建立后，所有的測量任務，如坐標測量、跟蹤測量、準直定位、監視裝配等都能夠在這個坐標系下完成。將飛機裝配由傳統的型架改為多維運動的裝配單元，采用先進的控制技術與測量技術，通過裝配單元的群控，定位實現了飛機的柔性裝配，極大地提高了飛機的裝配效率，而這些裝配單元的水平位置移動、位置旋轉等的移動均有氣墊運輸系統實現。
iGPS的應用。美國波音飛機制造公司從1998年開始研究iGPS測量技術，該系統已應用于從波音747到F/A-18，波音777等飛機整機的裝配線中。
激光跟蹤儀技術在飛機大部件對接中的應用。激光跟蹤儀是大尺寸測量的設備，在飛機裝配過程中的應用也越來越廣泛。
我國的支線飛機ARJ21大規模地使用了數字化三維設計和激光跟蹤儀，利用CATIA軟件，建立整機的三維數字化模型，每個零件在飛機坐標系下都有一個三維坐標，激光跟蹤儀的激光照射到被測點上，儀器接收反射回的激光束，通過編碼器計算，給出被測點的三維坐標，得出當前被測點的位置與理論位置的偏差。在ARJ21飛機的裝配中利用激光跟蹤儀實現數字化測量，檢查機翼裝配后的上反角等關鍵角度和位置，調整裝配偏差。
氣墊技術的應用。在國外，氣墊運輸技術有著廣泛的應用，技術較為成熟，隨著計算機與電子技術的飛速發展，氣墊運輸設備向自動控制、自動定位高性能方向發展，噸位也越來越大，已達到1000噸級，采用遙控技術的氣墊運輸技術應用于核廢料處理、放射性環境、易燃易爆環境。
近年來，氣墊運輸技術在氣體流量自動調整、移動自動控制、運動平穩性控制方面有了進一步的發展，其應用范圍進一步擴大，特別是在大飛機裝配方面，通過與飛機裝配廠房內的iGPS和激光跟蹤儀組成的飛機裝配測量坐標系統通訊，氣墊運輸設備安裝有測量接收系統，實現了氣墊運輸與飛機裝配對接系統控制的廣泛應用。
在航空工業領域，美國AeroGo公司自1967年開始為美國波音公司提供氣墊運輸方式，開創氣墊技術應用的先河，氣墊技術開始逐步得到重視和發展。
Solving公司于1977年在芬蘭創建，從初的民用氣墊懸浮移動設備開始，逐步開發出迎合市場需求的各類工業氣墊懸浮運輸解決方案。英國空軍“鷂”式垂直起降戰斗機支援服務中心采用了芬蘭Solving公司所提供的懸浮移動設備進行戰斗機的維修和組裝。它可以非常方便的將分解開的機身和其他組件在6個測試檢查車間內來回移動并后組裝。
在國內，由于技術基礎不同及應用程度的差異，應用狀況及技術發展水平較低，目前絕大多數還是采用人工推動方式，運輸噸位也較小，由于對氣墊運輸了解不多，生產工藝規劃往往也采用一般的起吊方式。近些年來，國內企業也開始應用氣墊車的，對產品和裝配型架進行廠房內移動定位，包括天津空客A320生產線、上飛公司、西安變壓器公司和ABB變壓器公司等。空客天津飛機裝配廠使用氣墊運輸裝配平臺，該平臺實際是一個工作站，上面集成了測量、氣動、電控等功能，使得飛機裝配效率大大提高，終將達到每周裝配一架的水平。
我國大飛機制造起步較晚，與國外先進水平相比差距較大。但通過采用iGPS、激光跟蹤儀等先進測量、定位技術和氣墊運輸技術，可在較高的技術起點上提高我國大飛機裝配技術水平，縮小與國外先進水平差距，提高工作效率，節約成本，是實現我國大飛機的柔性裝配制造的重要組成部分。
