解锁工业测量新动能：激光跟踪仪引导大型部件全自动高精度对接

在航空航天、船舶制造、风电等高端制造领域，工件对接是装配环节中至关重要的一环。以飞机制造来说，机身与机翼的对接，直接关系到飞机的空气动力学性能和飞行安全；航天火箭的液体发动机装配，对精度的要求近乎严苛，稍有偏差就可能导致发射任务失败；船舶制造中，船用发动机定子与转子的对中精度，决定了发动机的运行稳定性与使用寿命；风电行业里，风电塔筒环缝焊接监测的准确性，影响着塔筒的结构强度与抗风能力。

在这些对接装配场景中，精确的六自由度调姿与定位不可或缺。只有通过精准调控，确保对接平面上定位销与定位孔实现精确配合，才能保证各部件在后续运行中，发挥出最佳性能，满足行业对高质量、高可靠性产品的要求。

行业痛点：传统模式下的棘手难题

1.尺寸几何误差累积?在飞机机身、风电叶片等大型部件的对接场景中，作业范围通常数米乃至数十米。装配过程中，初始的微小角度误差，会随着对接距离的增加被急剧放大，最终可能产生毫米级的尺寸偏差，严重影响装配质量，导致部件性能下降。2.形位公差匹配困难?对接面不仅要满足特定的平行度，还需保证同轴度等多项严苛要求。然而，传统测量工具功能单一，难以在同一时间对多个参数进行同步检测，致使装配精度难以保证。3.运动部件姿态监测难?装配过程中，吊机臂、机器人末端等运动部件的位置不断变化，需要对其进行实时跟踪。但传统的静态测量技术，无法适应动态场景，难以保障测量精度，致使装配过程中对运动部件的控制出现偏差。4.人工依赖度高?传统装配作业过度依赖人工经验，装配工人需凭借过往经验对部件进行反复调整，不仅耗费大量时间，而且人为因素导致的误差难以避免，容错率极低。

创新方案：赋能动态调姿

针对上述行业痛点，中图仪器团队匠心打造了一套极具创新性的解决方案。该方案可与多系统深度融合，构建“测量-控制-执行”一体化平台，实现测量与调控的自动化。方案核心设备GTS激光跟踪仪，凭借高精度的动态测量能力与智能反馈控制系统，大幅提升装配效率，显著降低装配误差，助力航空航天、船舶制造、风电等行业迈向智能化、高精度的装配新时代 。

▲ GTS激光跟踪仪+6D姿态智能传感器

其中，iTracker 6D姿态智能传感器在测量时可实时地调整姿态并始终正对锁定测量激光束，通过运动学模型精密解算目标的三维空间位置坐标和空间姿态角度。

测量步骤

1.搭建数据交互桥梁

首先，GTS激光跟踪仪开放数据端口，实现与控制系统的通讯连接。PC端SMT测量软件作为数据处理中枢，接收GTS激光跟踪仪采集的原始数据，在完成复杂的计算后，SMT测量软件会以UDP协议格式向控制系统发送命令，引导控制系统进行精准调姿。这种传感与控制一体化的架构，不仅保障了数据的一致性，极大减少人为误差，其搭载的自主研发软件，还具备高度开放性，方便用户根据实际需求进行定制。

2.构建部件坐标系×2

运用GTS激光跟踪仪靶球采点方式获取对接部件的初始形态，分别建立固定端坐标系和移动端坐标系。（设计目标是在对接作业完成后，这两个坐标系能够重合。）

3.监控六维姿态数据

将6D姿态智能传感器与移动端进行刚性连接，建立并获取6D姿态智能传感器的当前坐标。至此，固定端坐标系、移动端坐标系以及6D姿态智能传感器的当前坐标系在空间中的位置关系得以清晰确立。后续只需实时监控6D姿态智能传感器坐标系的变化，便可准确反馈移动端坐标系的动态变化。

4.实施智能纠偏调姿

控制系统依据激光跟踪仪反馈的固定端和移动端的位置误差信息，结合6D姿态智能传感器的实时监控数据，进行自动对中作业。控制系统会驱动移动端部件进行位移和旋转操作，SMT测量软件会实时计算误差，并向控制系统发送指令，实现自动调整。

考虑到控制系统在调姿过程中可能产生运动误差，6D姿态智能传感器将实时监测移动部件的位姿变化，一旦发现偏差，立即发送纠偏命令，确保调姿效果满足更高精度的要求 。

总结

在大型部件对接装配领域，精度动态控制、环境适应性与自动化效率构成了行业的核心挑战。激光跟踪仪搭载高精度测量技术，能够实时采集数据并反馈，结合自动化控制技术，为行业痛点提供了系统性的解决方案，为大型部件对接装配行业的高质量发展注入了新活力。