在航空航天、船舶制造、風電等制造領域，工件對接是裝配環(huán)節(jié)中至關重要的一環(huán)。以飛機制造來說，機身與機翼的對接，直接關系到飛機的空氣動力學性能和飛行安全；航天火箭的液體發(fā)動機裝配，對精度的要求近乎嚴苛，稍有偏差就可能導致發(fā)射任務失??；船舶制造中，船用發(fā)動機定子與轉子的對中精度，決定了發(fā)動機的運行穩(wěn)定性與使用壽命；風電行業(yè)里，風電塔筒環(huán)縫焊接監(jiān)測的準確性，影響著塔筒的結構強度與抗風能力。

在這些對接裝配場景中，精確的六自由度調姿與定位很重要。只有通過精準調控，確保對接平面上定位銷與定位孔實現(xiàn)精確配合，才能保證各部件在后續(xù)運行中，發(fā)揮出最佳性能，滿足行業(yè)對高質量、高可靠性產品的要求 。

行業(yè)痛點：傳統(tǒng)模式下的棘手難題

1、尺寸幾何誤差累積?

在飛機機身、風電葉片等大型部件的對接場景中，作業(yè)范圍通常數米乃至數十米。裝配過程中，初始的微小角度誤差，會隨著對接距離的增加被急劇放大，最終可能產生毫米級的尺寸偏差，嚴重影響裝配質量，導致部件性能下降。

2、形位公差匹配困難?

對接面不僅要滿足特定的平行度，還需保證同軸度等多項嚴苛要求。然而，傳統(tǒng)測量工具功能單一，難以在同一時間對多個參數進行同步檢測，致使裝配精度難以保證。

3、運動部件姿態(tài)監(jiān)測難?

裝配過程中，吊機臂、機器人末端等運動部件的位置不斷變化，需要對其進行實時跟蹤。但傳統(tǒng)的靜態(tài)測量技術，無法適應動態(tài)場景，難以保障測量精度，致使裝配過程中對運動部件的控制出現(xiàn)偏差。

4、人工依賴度高?

傳統(tǒng)裝配作業(yè)過度依賴人工經驗，裝配工人需憑借過往經驗對部件進行反復調整，不僅耗費大量時間，而且人為因素導致的誤差難以避免，容錯率極低。

創(chuàng)新方案：賦能動態(tài)調姿

針對上述行業(yè)痛點，中圖儀器團隊匠心打造了一套具創(chuàng)新性的解決方案。該方案可與多系統(tǒng)深度融合，構建“測量-控制-執(zhí)行"一體化平臺，實現(xiàn)測量與調控的自動化。方案核心設備GTS激光跟蹤儀，憑借高精度的動態(tài)測量能力與智能反饋控制系統(tǒng)，大幅提升裝配效率，顯著降低裝配誤差，助力航空航天、船舶制造、風電等行業(yè)邁向智能化、高精度的裝配新時代 。

其中，iTracker 6D姿態(tài)智能傳感器在測量時可實時地調整姿態(tài)并始終正對鎖定測量激光束，通過運動學模型精密解算目標的三維空間位置坐標和空間姿態(tài)角度。

測量步驟

1、搭建數據交互橋梁

首先，GTS激光跟蹤儀開放數據端口，實現(xiàn)與控制系統(tǒng)的通訊連接。PC端SMT測量軟件作為數據處理中樞，接收GTS激光跟蹤儀采集的原始數據，在完成復雜的計算后，SMT測量軟件會以UDP協(xié)議格式向控制系統(tǒng)發(fā)送命令，引導控制系統(tǒng)進行精準調姿。這種傳感與控制一體化的架構，不僅保障了數據的一致性，極大減少人為誤差，其搭載的自主研發(fā)軟件，還具備高度開放性，方便用戶根據實際需求進行定制。

2、構建部件坐標系×2

運用GTS激光跟蹤儀靶球采點方式獲取對接部件的初始形態(tài)，分別建立固定端坐標系和移動端坐標系。（設計目標是在對接作業(yè)完成后，這兩個坐標系能夠重合。）

3、監(jiān)控六維姿態(tài)數據

將6D姿態(tài)智能傳感器與移動端進行剛性連接，建立并獲取6D姿態(tài)智能傳感器的當前坐標。至此，固定端坐標系、移動端坐標系以及6D姿態(tài)智能傳感器的當前坐標系在空間中的位置關系得以清晰確立。后續(xù)只需實時監(jiān)控6D姿態(tài)智能傳感器坐標系的變化，便可準確反饋移動端坐標系的動態(tài)變化。

4、實施智能糾偏調姿

控制系統(tǒng)依據激光跟蹤儀反饋的固定端和移動端的位置誤差信息，結合6D姿態(tài)智能傳感器的實時監(jiān)控數據，進行自動對中作業(yè)。控制系統(tǒng)會驅動移動端部件進行位移和旋轉操作，SMT測量軟件會實時計算誤差，并向控制系統(tǒng)發(fā)送指令，實現(xiàn)自動調整。

考慮到控制系統(tǒng)在調姿過程中可能產生運動誤差，6D姿態(tài)智能傳感器將實時監(jiān)測移動部件的位姿變化，一旦發(fā)現(xiàn)偏差，立即發(fā)送糾偏命令，確保調姿效果滿足更高精度的要求 。

總結

在大型部件對接裝配領域，精度動態(tài)控制、環(huán)境適應性與自動化效率構成了行業(yè)的核心挑戰(zhàn)。激光跟蹤儀搭載高精度測量技術，能夠實時采集數據并反饋，結合自動化控制技術，為行業(yè)痛點提供了系統(tǒng)性的解決方案，為大型部件對接裝配行業(yè)的高質量發(fā)展注入了新活力。