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随着冶金工业的发展对工业机械设备的安装精度的要求也越来越高，因此探索新的测量方法来满足现场设备的安装为公司注入新的创新力量成为一种趋势。本文从机械设备安装的角度出发，基于激光跟踪仪的测量特点叙述了该仪器对基础垫板安装的预控能力、机械设备安装控制网检测和布设能力及能极大的提高设备的安装精度和安装速度的能力，阐述了激光跟踪仪在飞机设备安装中的实际应用，可为今后类似工程提供借鉴。

为满足项目设备安装顺利进行引进了各种新型测量工具，激光跟踪仪即是其中的一款高精度便携式三坐标测量设备，为大型设备的安装提供了切实可行的安装依据。此次运用激光跟踪仪完成飞机设备的安装是与传统安装技术对比的一次技术上的“革命”。

1、激光跟踪仪的测量技术

1.1激光跟踪仪的工作原理

激光跟踪仪系统2个角编码器自动测量靶标相对于跟踪仪的水平方位角和垂直方位角；靶标与激光跟踪仪之间的距离由激光干涉测量。这些信息经传感器电缆传给激光跟踪仪控制器，跟踪仪控制机经整理计算后，一部分信息经马达电缆反馈回激光跟踪仪，控制伺服马达，使激光跟踪仪始终锁定移动的靶标；另一部分信息经局域网传输给应用处理机，储存在数据库中。

跟踪仪得到的测量数据定义了一个完整的球体坐标系。原点是跟踪部反射镜ZX，根据三角函数公式可以将球坐标系下的坐标值转化成笛卡尔坐标系下的坐标值。坐标系原点仍在万向反射镜ZX，这个坐标系称作基坐标系或者叫本地坐标系，基坐标系也是开始一个新工作的起始坐标系。

1.2激光跟踪仪测量技术特点

激光跟踪仪的水平转角为640°，垂直转角+80°～-60，能在-10℃至+40℃的温度范围内工作，测量直径可达120米，其测距精度，ADM分辨率为0.1μm，测量精度15μm(10米以内)、1.5μm(10米以外)。激光跟踪仪从技术指标上完全可以满足飞机设备安装中的需要。

2、激光跟踪仪在飞机设备安装中的应用

2.1仪器测量控制网的布设

对于激光跟踪仪单次设站测量范围是无法完成我们的测量需求，仍需要多次设站来完成整体测量，这就需要利用我们的仪器布设精密的三维控制网。对于仪器本身而言我们应该注意到仪器的测角误差远大于测距误差，由于我们一般现场设备安装空间比较狭长，因此测角误差对仪器整体的误差影响就显得尤为重要，因此为保证设备安装的精度需要建立任意姿态的高精度三维边网平差模型。

2.2备安装基础预控处理

为保证底座安装的精确度对于基础的处理要保证设备二次灌浆与混凝土基础顶面粘接牢固，确保今后设备运行平稳，在底座安装之前应用风镐铲除表面的砂浆层。还有一个比较重要的就是座浆垫板的施工，应严格控制座浆程序座浆垫板的安装中我们用激光跟踪仪参与其中。对主要设备来说，高差公差及水平度应符合我们的规范要求。在座浆垫板安装完成通过安装工序的进行符合安装底座时为方便底座调整，我们应该利用仪器先将组合垫板的高度及水平调整到位以及将底座放置的位置在基础上标记出来。这样可以减少我们后期设备调整时间上的浪费。

2.3飞机装备的调整应用

将飞机装配由传统的型架改为多维运动的装配单元，采用先进的控制技术与测量技术，通过装配单元的群控，精确定位实现了飞机的柔性装配，极大地提高了飞机的装配效率，而这些装配单元的水平位置移动、位置旋转等的移动均有气垫运输系统实现。iGPS的应用。美国波音飞机制造公司从1998年开始研究iGPS测量技术，该系统已应用于从波音747到F/A-18，波音777等飞机整机的装配线中。激光跟踪仪技术在飞机大部件对接中的应用。激光跟踪仪是大尺寸测量的shou选设备，在飞机装配过程中的应用也越来越广泛。

我国的支线飞机ARJ21首次大规模地使用了数字化三维设计和激光跟踪仪，利用CATIA软件，建立整机的三维数字化模型，每个零件在飞机坐标系下都有一个三维坐标，激光跟踪仪的激光照射到被测点上，仪器接收反射回的激光束，通过编码器计算，给出被测点的三维坐标，得出当前被测点的位置与理论位置的偏差。在ARJ21飞机的装配中利用激光跟踪仪实现数字化测量，检查机翼装配后的上反角等关键角度和位置，调整装配偏差。

3、激光跟踪仪测量精度的控制

正确的操作是提高测量质量的必要条件，通过使用仪器在极高测量精度上总结了以下几方面：

3.1测量环境

由于我们机械设备安装的现场各种工种交叉作业，现场施工的环境复杂，因此要做到以下几点：一定要考虑到仪器测量控制网中转站点的稳定以及测站的稳定性，并在长时间的测量中定时检测转站点，测量时应避免附近大型物件的吊装，因为重物有可能使地基发生不可察觉的沉降影响我们的测量精度；应正确使用气象传感器，我们在现场施工应注意温度控制，这也在施测过程也表现的很明显，温度不仅对测量精度有特别的影响，温度变化不仅会引起测量状态发生变化更糟糕的是这些测量结果很难量化改正，因此要严格控制测量时的温度。

3.2仪器正确使用

在使用仪器时应提前预热，并在预热完成后对仪器进行现场检查，在检查中我们不仅可以确定仪器的测量状态，而且可能发现测量环境的问题；对于ADM和IFM的选择我们应了解其功能，ADM提供了无需返回的方便，大大提高了测量的速度，但是精度较低于IFM，所以当测量环境较好、不易断光时应尽量选用IFM；对于靶球及其附件的选择上我们应了解其对应不同的常数以及做好相应的保护，还有就是应保持靶球及其附件的清洁。

操作人员测量时应掌握好靶球到仪器的俯仰角，持靶标测量时，靶标的运行速度和加速度会对测量精度产生影响，速度过快会使光束折断，还有就是靶球操作人员和控制人员配合不协调导致测量误差产生，因此提高操作人员的操作熟练度是减少人为测量误差的有效措施;在测量过程中应保持多余观测，因为只有存在多余观测才可能剔除粗差及受环境影响较大的数据。

4、结语

采用激光跟踪仪进行大型飞机设备的安装极大的提高了设备安装的精度和设备安装的速度，与传统的安装技术相比更有其优势，因而应用激光跟踪仪等此类仪器的推广应用是设备安装技术上的一个发展趋势。