一架飞机有几十万甚至上百万个零部件，如此数量的零部件需要一一的组装，然后安装到指定的位置。那么零部件安装的位置到底对不对呢，零部件的安装符不符合要求呢，还有就是零件本身的尺寸是不是合格呢？这些问题都将由测量技术来解决。
现代工业背景下，什么都是数字化。数字化的设计，数字化的制造，数字化的装配。测量技术也要数字化。今天小编就和大家一起去了解坐标测量技术。
坐标测量技术的基本原理，即从数学角度看，任何形状都是由空间点组成的，所有的几何量测量都可以归结为空间点的测量，也就是说，零件的长宽高等各种参数，都可以转换为对零件上N多个点的坐标的测量。精确测出被测零件表面的点在空间的坐标值，将这些坐标值进行计算机数据处理，点成线，线成面，面成体，拟合形成测量元素，经过数学计算得出其形状、位置公差及其他几何量数据。
图1 直角坐标系
图2 点线面体
坐标测量技术包括直角坐标测量技术和非直角坐标测量技术。直角坐标测量技术经过近半个多世纪的发展，具有精度高、功能完善等优势，适合于中小零件。非直角坐标测量系统包括关节臂式坐标测量机、激光跟踪仪、iGPS、三维照相测量系统、全站仪等，在大尺寸测量、现场测量等领域应用广泛。
飞机制造领域的应用
综合来看，坐标测量技术可以分为接触式和非接触式两大类，其中接触式坐标测量的典型代表是三坐标测量机，用触发测头或扫描测头采集几何元素上一些点的坐标值，再由软件按一定评定准则算出这些几何元素的尺寸、形状、相对位置等。
图3 世界第一台坐标测量机
坐标测量机一般由主机、控制系统、软件系统及探测系统所组成，为传统的直角坐标框架式结构，包括移动桥式和固定桥式坐标测量机、龙门式坐标测量机、悬臂式坐标测量机等。
图4 坐标测量机系统示意图
图5 移动桥式坐标测量机示意图
图6 Global移动桥式坐标测量
图7 固定桥式坐标测量机示意图
图8 PMM-C固定桥式坐标测量机
图9 龙门式坐标测量机示意图
图10 LAMBDA龙门式坐标测量机
图11 悬臂式坐标测量机示意图
图12 TORO悬臂式测量机
三坐标测量机的突出特点是高精度，可达到μm 级，非常适合测量具有复杂形状、精度要求很高的零件，在航空制造领域的典型应用就是航空发动机叶片、叶盘的检测。
图13 遄达900发动机风扇叶片
图14 Leitz坐标测量机配精密转台检测叶盘
三维数字摄影测量又称数字近景工业摄影测量，是基于计算机视觉方法的非接触式三维测量技术的典型代表。基本原理是通过1台（或者多台）高分辨率的数字相机对被测物摄影，采用回光反射标志得到物体的二维数字影像，根据不同位置的数字影像可以解算出相机间的位置和姿态关系，经过计算机图像处理后可以得到目标点的空间坐标值（X ，Y ，Z ）。
摄影测量设备方便携带，适用于现场测量，非常适合飞机装配现场零部件的检测。
激光跟踪仪是典型的球坐标系的坐标测量系统，利用激光干涉系统（IFM）及反射镜组成测距系统，绕两个轴转动的角度编码器确定两个极角，形成一个完整的球坐标测量系统。精密的角度编码器、断光再续技术和激光跟踪技术使得激光跟踪仪可以在工业环境下动态跟踪靶标进行空间坐标测量，可以用来测量静止目标，跟踪和测量移动目标或它们的组合。在标准测量条件下，激光跟踪仪是目前大空间测量精度最高的测量设备。
图16 Leica激光跟踪仪AT901
20 世纪末，美国ArcSecond 公司开发了基于全球定位系统(GPS) 理念的室内GPS，成为一种兼具高精度、高可靠性和高效率的三维坐标测量技术，为大尺寸复杂结构的对接和装配提供了一种新的途径。
iGPS 由激光发射器、传感器以及传输系统组成，激光发射器发射出两个呈扇形的激光面，这两个激光扇面在工作区域高速旋转。每个发射器有特定的旋转频率，根据接收器所能接收到的激光，它能够对水平角及垂直角进行测量。通过几个不同发射器的组合，利用三角形原理可以计算出测量点的三维坐标。测量一个点最少需要两个发射器，发射器越多，测量越精确。
激光雷达是一种球坐标系的测量系统，是雷达技术与激光技术相结合的产物。它将一束聚焦的红外激光投向被测目标，在被测目标上会产生大量的反射光束，根据入射激光返回雷达所经历的时间得出被测目标与激光雷达的距离。被测目标的方位角和仰角分别由反射镜和旋转头获取，将获得的球坐标转换成直角坐标，即可获得被测目标的空间三维坐标。这有点像战斗机的雷达对敌方目标进行扫面，并确定地方目标的位置、速度等参数一样。
激光雷达的主要特点是：测量精度高，20m范围内其三维误差可以达到0.02~0.2mm，测量半径最大可以达到60m ；能够实现快速数据采集，扫描速度可达4000pts/s ；可快速安装，实现便携移动式现场测量；具备非接触式激光线扫描和单点测量CMM( 坐标测量机) 两种模式；多台激光雷达装置可建立统一的测量坐标系。
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