飞机数字化装配技术
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数字化装配仿真装配技术在飞机装配中的应用分析随着航空业的不断发展,飞机制造行业越来越重视数字化装配仿真装配技术在飞机装配中的应用。
数字化装配仿真装配技术是指利用计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、虚拟现实技术(VR)等技术手段,对机械装配过程中的各种可能性进行建模和仿真,达到快速、高效、精度高的装配目的。
本文将对数字化装配仿真装配技术在飞机装配中的应用进行分析。
1. 部件装配优化数字化装配仿真技术可通过对零部件的3D建模,对飞机所有部件的相对位置进行优化调整,以达到最佳的装配目的,从而提高装配的效率和准确性。
2. 碰撞检测在实际装配中,因为复杂的结构和不同部件的尺寸精度,会存在零件之间的碰撞现象。
通过数字化装配仿真装配技术的碰撞检测,可以有效避免机械装配过程中的碰撞,提高装配质量和效率。
3. 空间限制模拟对于飞机的结构,其空间限制是非常严格的,数字化装配仿真装配技术可以很好的模拟出这些限制,从而更好的控制装配过程中的误差,并确保装配的可用性和可靠性。
4. 可视化检查通过数字化装配仿真装配技术的可视化检查,可以对飞机结构和零件的装配过程进行全面的模拟和评估。
这既可以帮助装配人员更好地理解装配过程的细节,也可以提前发现装配过程中的问题,减少可能的风险,提高整体的装配效率和质量。
1. 提高装配效率和准确性数字化装配仿真装配技术可以通过在计算机中进行虚拟装配,对零部件的位置和安装顺序进行优化,从而提高装配效率和准确性。
这可以减少装配过程中的错误,避免重复操作,同时减少固定成本,提高生产率。
2. 提高零件的质量3. 降低成本数字化装配仿真技术可以模拟出实际装配中的各种操作和细节,从而避免了在实际装配过程中的浪费,减少成本开支。
4. 易于维护和更新数字化装配仿真技术可以对不同的飞机零部件进行部件级别仿真和对防护隔板等结构的全局性仿真,并且易于维护和更新。
三、结论总之,数字化装配仿真技术在飞机装配中的应用对于提高装配效率和质量,降低成本等方面具有非常积极的作用。
浅析飞机装配的数字化与智能化飞机装配是飞机制造的重要环节,关乎飞机性能、安全和质量。
随着数字技术和智能化技术的不断发展,飞机装配也正朝着数字化和智能化方向迈进,以适应飞机制造的需求并提高生产效率和质量。
本文将从数字化与智能化的角度对飞机装配进行浅析。
数字化技术在飞机装配中的运用。
在飞机装配的每一个环节,都需要大量的数据支持,而数字化技术正是应对这一需求的有效手段。
通过数字化技术,飞机制造厂可以实现对装配过程的全程监控和数据记录,包括材料的选用、零部件的加工、装配的过程和质量的检测等。
通过数字化技术,工程师可以实时监控生产线上的各个环节,及时发现和解决问题,同时也能够对装配过程中的数据进行分析,找出优化点并不断改进装配工艺。
这样一来,飞机装配的质量和效率都能够得到有效提升。
智能化技术在飞机装配中的应用。
随着人工智能、机器学习和物联网技术的不断发展,智能化技术在飞机装配中也得到了广泛的应用。
在飞机装配过程中,智能化技术可以为生产厂提供更加高效的自动化装配设备,大大减少了人工操作的需求,并且可以通过设备自身的智能学习功能不断优化装配方案,提高装配精度和效率。
智能化技术还可以为工程师提供智能化的辅助决策系统,帮助工程师更快速、准确地做出装配和生产上的决策。
智能化技术的应用为飞机装配带来了更高的可控性和精准性,将极大地提高飞机装配的质量和效率。
除了数字化和智能化技术的应用,飞机装配的数字化和智能化还带来了一些其他的好处。
数字化和智能化技术的应用使得飞机装配过程更加透明化。
工程师可以随时随地了解到装配过程中的各种关键数据和参数,做出及时的调整和决策,减少了因为信息不对称造成的问题。
数字化和智能化技术的应用还使得飞机装配过程更加标准化。
通过智能化的装配设备和自动化的装配流程,可以更加容易地实现装配过程的标准化,降低了人为因素对装配质量的影响。
数字化和智能化技术的应用还使得飞机装配更加灵活化。
通过数字化技术,可以更加灵活地调整生产线上的装配流程,根据实际情况进行调整,提高了生产力和适应性。
中航西安飞机工业集团股份有限公司陕西省西安市 710089摘要:随着我国科学技术的快速进步,飞机装配技术也历经了从人工装配、半自动化装配到现在数字化装配的发展过程,并在持续探索的过程中逐步形成了一套较为完善的数字化装配技术体系,在很大程度上提高了我国的飞机制造水平,促进了我国航空事业的发展。
本文主要介绍了国内外飞机装配技术发展、现状,以及典型的数字化装配技术。
关键词:飞机;数字化;装配技术一、飞机数字化装配技术的发展背景飞机装配技术作为飞机制造业的关键,已成为提升航空整体研制水平和核心竞争力的重要手段。
我国长期以来,飞机制造以“模线—样板—标准样件”等实物模拟量作为装配协调依据,此种装配方法的尺寸传递与移形环节较多,已无法高效、高质量地保证产品的装配精度,正在逐渐淡出飞机制造的历史舞台[1]。
而国外航空制造公司在飞机设计与制造环节已采用全数字量传递、数字化自动钻铆、数字化测量等飞机零部件制造及装配技术,形成了较为完善的数字量装配协调理论[2]。
目前我国航空产品的新机研制面临精度高、任务重、周期短的难点,为进一步提高研制质量、缩短生产周期,亟需研究全数字化的装配协调技术,建立数字化装配理论方法与技术规范,健全基于数字量的尺寸与形状传递技术体系,满足我国航空新机型研制的需求[1]。
二、飞机装配技术的发展及特点随着数字化的迅猛发展,现阶段商用飞机需求量剧增,军用飞机研制任务增多,这使得先进飞机装配技术的发展显得尤为重要。
1.基于模拟量和数字量的混合工作法以模线样板为基础的模拟量与数字量传递相结合的协调工作法,通过划线钻孔等转化为用数字量体现的基准孔、安装孔等之间的关系,然后再用型架装配机、光学—机械测量等空间坐标系统确定其相互位置,这种协调工作法可省去大量的标准样件[3]。
模拟量与数字量相结合的协调方法已经在C-919、ARJ等飞机型号的制造中取得了成熟的经验。
2.基于全数字化的装配技术国外的飞机制造公司大量采用数字化技术,波音公司在777的研制中采用了产品三维全数字化定义等先进手段,将研制周期缩短了50%,成为数字化集成制造技术在飞机研制中应用的标志和里程碑。
浅析飞机装配的数字化与智能化
飞机装配的数字化与智能化是指通过应用数字化技术和智能化设备来提高飞机装配的
效率和质量。
数字化技术包括计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机
辅助装配(CAA)和计算机辅助检测(CAD)等,智能化设备包括机器人、无人机、传感器等。
数字化技术在飞机装配中的应用可以提高生产效率。
传统的飞机装配通常需要大量的
手工操作,而数字化技术可以将这些操作自动化,减少了人力需求,提高了装配速度。
数
字化技术还可以通过优化装配过程,并实现各个环节的协同,从而减少了装配的时间和资
源成本。
数字化技术可以提高飞机装配的精度和质量。
数字化技术可以进行精确的设计和模拟,通过虚拟装配和虚拟实验,可以在装配前发现和解决潜在的问题,进一步提高了装配的准
确性。
数字化技术还可以实时监测和控制装配过程中的各个参数,及时发现和纠正问题,
提高了装配的质量和一致性。
智能化设备在飞机装配中的应用可以实现自动化和自主化。
智能化设备如机器人和无
人机可以完成一些繁重、危险或复杂的装配任务,减少了人力需求和人力风险。
这些智能
化设备还可以通过传感器和控制系统与数字化技术实现联动,实现自动辅助装配和自主控制,大大提高了装配效率和质量。
数字化与智能化的飞机装配是未来飞机装配发展的趋势,通过应用数字化技术和智能
化设备,可以提高装配的效率和质量,减少资源成本和人力风险,实现飞机装配的自动化
和智能化,推动飞机制造业的转型升级。
FORUM48航空制造技术·2008 年第14 期20世纪80年代后期以来,随着计算机信息技术和网络技术的发展,以美国为首的西方发达国家开始研究飞机产品数字化设计制造技术。
这项技术以全面采用数字化产品定义、数字化预装配、产品数据管理、并行工程和虚拟制造技术为主要标志,从根本上改变了飞机传统的设计与制造方式,大幅度地提高了飞机设计制造技术水平。
我国的飞机数字化装配技术尚处于起步阶段,与发达国家相比还存在较大差距,主要表现在:(1)飞机的研制过程仍采用串行模式;(2)虽然部分环节已经实现数字量传递,但仍存在信息孤岛现象,尚未打通飞机数字化设计、制造生产的整个流程;(3)工艺、工装设计在时间、空间与产品设计上存在滞后,造成飞机装配协调困难;(4)装配工人在现场工作需要仔细翻阅大量的图纸、工艺文件等,会出现工作上的失误,造成装配质量问题,影响装配周期。
飞机数字化装配技术1 数字化装配协调技术数字化协调方法也可称数字化标准工装协调方法,是一种先进的基于数字化标准工装定义的协调互换技术,将保证生产用工艺装备之间、生产工艺装备与产品之间、产品部件与组件之间的尺寸和形状协调互换。
数字量传递协调路线如下:(1) 飞机大型结构件(与飞机外形及定位相关)如框、梁、桁、肋、接头等用NC 方式加工;(2) 在飞机坐标系下,工装设计人员以产品工程数模为原始依据,进行工装的数字化设计,并且在工装与产品定位相关的零件上用N C 方式加工出所有的定位元素;(3) 工装在装配时利用数字标工(数据)协调,采用激光自动跟踪测量系统测量,通过坐标系拟合,定位出零件的安装位置,满足安装基准的空间坐标及精度要求;(4) 飞机钣金件模具数字化设计以及用N C 方式加工,钣金零件数控加工。
2 数字化装配容差分配技术容差数值直接影响产品的质量与成本,因而根据产品技术要求,进行零、组件的容差分析和设置,可以经济合理地决定零部件的尺寸容差,保证加工精度,提高产品质量,在满足最终设计要求的同时使产品获得最佳的技术水平和经济效益。
飞机数字化装配技术的发展与应用近年来,随着数字化技术的不断发展和应用,飞机制造领域也在逐渐转向数字化装配技术。
数字化装配技术是指利用数字化技术对飞机制造过程中的设计、制造和装配环节进行数字化和信息化处理,以提高装配精度、效率和质量。
本文将就飞机数字化装配技术的发展与应用进行探讨。
飞机装配是飞机制造的重要环节,其精度和质量直接关系到飞机的安全性和性能。
传统的飞机装配过程主要依靠人工进行,工艺繁琐,不仅装配效率低下,而且容易出现装配偏差和质量问题。
为了解决这些问题,飞机制造业开始引入数字化技术,推动飞机数字化装配技术的发展。
飞机数字化装配技术的发展主要包括以下几个方面:1. 数字化设计:利用计算机辅助设计(CAD)软件进行飞机零部件设计,实现数字化设计和模拟装配,可以快速生成三维实体模型,并对装配过程进行数字化仿真,从而预测和避免装配偏差。
2. 数字化工艺规划:借助计算机辅助制造(CAM)软件对飞机零部件的加工工艺进行数字化规划,包括数控加工和装配工艺规划,以提高加工精度和装配效率。
3. 智能化装配工具:应用传感器、机器人和虚拟现实技术,开发智能化装配工具,可实现装配过程的自动化和精准化,提高装配精度和效率。
4. 数字化装配管理:建立数字化装配管理系统,对装配过程中的各项数据进行采集和分析,帮助生产管理人员进行实时监控和分析,并进行装配质量控制。
二、飞机数字化装配技术的应用现状飞机数字化装配技术已经在一些国际知名飞机制造公司和研发机构得到了广泛应用,如波音、空客、洛克希德·马丁等。
这些公司在飞机数字化装配技术方面取得了诸多创新成果,并应用于实际生产中,为飞机制造业的数字化转型提供了重要支撑。
4. 数字化装配培训:利用虚拟现实技术和仿真装配环境,对装配工人进行数字化培训和技能传承,提高装配工人的技能水平和工作效率。
1. 提高装配精度:数字化装配技术能够实现装配过程的精准化控制和精确定位,可以有效避免装配偏差,提高装配精度。
浅析飞机装配的数字化与智能化1. 引言1.1 数字化与智能化的概念数字化与智能化是当前工业领域中的热门话题,也是飞机装配领域的重要趋势。
数字化是指将传统的装配流程转变为数字化过程,利用先进的数字技术对装配过程进行模拟、优化和监控。
通过数字化技术,可以实现对飞机零部件的三维建模、装配路径规划和碰撞检测,提高装配的精度和效率。
智能化则是指在数字化基础上引入人工智能、机器学习等技术,实现飞机装配过程的自动化、智能化和自适应性。
智能化技术可以实现对装配过程的实时监控、自动化调整和智能反馈,提高装配的准确性和速度。
数字化与智能化的结合,将为飞机装配带来革命性的变革,提升装配过程的效率、质量和安全性,推动飞机制造业向数字化智能化方向发展。
在这样一个数字化与智能化的时代背景下,飞机装配的数字化与智能化已经成为飞机制造行业的发展主流。
1.2 飞机装配的重要性飞机装配作为航空制造业中至关重要的环节,直接影响着飞机的安全性、性能和效率。
飞机是复杂的系统工程,由数以万计的零部件组成,每一个零部件都必须精准无误地安装在正确的位置,并符合特定的标准和要求。
只有确保每个部件都正确装配,飞机才能正常运行并确保乘客的安全。
飞机装配的质量和效率直接关系着飞机的制造成本和交付时间。
在竞争激烈的市场环境下,飞机制造商需要不断提升装配工艺和技术,以确保飞机的质量和性能达到最优。
随着飞机种类和规模的不断扩大,传统的手工装配模式已经无法满足快速发展的需求,数字化和智能化的装配工艺应运而生。
数字化和智能化飞机装配不仅可以提高装配精度和效率,同时还可以减少人为失误和提升装配质量。
通过数字化技术,可以实现对零部件的数字化建模和仿真装配,减少试验和调试的时间和成本。
智能化技术则可以实现自动化装配和智能监控,提升生产线的整体效率和可靠性。
飞机装配的数字化与智能化是未来飞机制造业的重要发展方向,对于提升产业竞争力和实现可持续发展具有重要意义。
2. 正文2.1 数字化飞机装配的优势数字化飞机装配可以提高装配效率。
飞机数字化装配定位技术研究一、本文概述本文旨在深入探讨飞机数字化装配定位技术的研究现状、发展趋势以及面临的挑战。
文章将介绍数字化装配定位技术的基本概念和工作原理,阐述其在飞机制造过程中的应用意义。
本文将分析当前数字化装配定位技术的主要类型,包括但不限于激光跟踪测量、光学三维扫描以及机器视觉等技术,并对其各自的优势和局限性进行比较。
接着,文章将重点研究数字化装配定位技术在实际飞机装配过程中的关键应用,如部件对接、钻孔定位、装配检测等,以及如何通过这些技术提高装配精度和生产效率。
本文还将探讨数字化装配定位技术在飞机维护与检修中的应用,以及如何通过技术升级和创新来应对未来航空制造业的发展需求。
文章将对数字化装配定位技术的未来发展趋势进行展望,分析潜在的技术创新点和可能的发展方向,同时指出当前技术发展中存在的问题和挑战,并提出相应的解决策略和建议。
通过对飞机数字化装配定位技术的综合研究,本文期望为航空制造业的技术进步和产业升级提供理论支持和实践指导,推动我国航空工业的持续健康发展。
二、飞机数字化装配定位技术概述飞机数字化装配定位技术是飞机装配技术发展的新方向,它通过计算机技术、信息技术和自动化技术的集成应用,提高了飞机装配的效率和质量。
这项技术在飞机制造过程中具有重要的地位,因为飞机装配不仅工作量大、协作困难,而且质量要求高、技术难度大。
数字化装配定位技术涉及飞机装配的全过程,包括关键技术的集成和应用。
它通过数字化的方法和工具,实现了对飞机零件的精确定位和装配,从而提高了装配的效率和质量。
数字化装配定位技术的研究内容包括数字化装配系统的框架设计、功能模型、信息模型和过程模型的建立,以及基于ML中间件技术的系统集成设计等。
飞机数字化装配定位技术还涉及到自动控制技术的研究和应用。
例如,设计和实现一套飞机壁板类零件数字化装配定位自动控制系统,通过模糊控制理论的应用,实现了对高精度自动定位控制技术的研究,从而在确保定位精度的条件下,实现了系统对飞机壁板类零件的高速定位。
飞机数字化装配技术的发展与应用随着科技的不断进步和飞机制造业的快速发展,飞机数字化装配技术在航空制造领域中扮演着越来越重要的角色。
数字化装配技术通过将传统的手工装配过程转变为数字化、智能化的方式,使得飞机制造过程更加高效、精准和安全。
本文将探讨飞机数字化装配技术的发展现状以及其在飞机制造领域的应用情况。
一、飞机数字化装配技术的发展历程飞机数字化装配技术的发展经历了多个阶段,从最初的CAD/CAM技术到如今的虚拟现实技术,每一个阶段的发展都极大地促进了飞机制造工艺的进步和效率提升。
1. CAD/CAM技术计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)技术是飞机数字化装配技术发展的最初阶段。
通过CAD软件,设计师可以将飞机的整体结构、零部件和装配工艺进行数字化设计,实现了设计部门和制造部门之间的无缝衔接。
而CAM技术则可以根据CAD设计的参数,实现数控机床的智能化加工,提高零部件的加工精度和效率。
2. 数字化装配技术数字化装配技术是在CAD/CAM技术的基础上发展而来的,它将CAD设计的数字模型和装配工艺与实际装配过程进行了深度融合。
通过数字化装配技术,制造工程师可以在计算机上模拟飞机的装配过程,发现和解决装配中可能存在的问题,提前预防装配差错,确保零部件的精准度和装配质量。
3. 虚拟现实技术随着虚拟现实技术的发展,飞机数字化装配技术又迈入了新的阶段。
利用虚拟现实技术,制造工程师可以在虚拟环境中进行飞机装配的实时模拟,不仅可以更真实地还原实际装配场景,还可以进行全方位的体验和调试。
这种虚拟装配技术大大提高了装配工程师的工作效率,减少了实际试装过程中的错误和浪费。
二、飞机数字化装配技术的应用领域飞机数字化装配技术的应用领域非常广泛,涵盖了飞机设计、制造、测试和维护等多个环节。
1. 飞机设计在飞机设计阶段,数字化装配技术可以帮助设计师实时模拟飞机的装配过程,发现和解决设计中可能存在的问题。
通过数字化装配技术,设计师可以更加直观地了解不同零部件之间的装配关系,优化零部件的结构和安装方式,提高整体飞机的装配效率和性能。
FORUM48航空制造技术·2008 年第14 期20世纪80年代后期以来,随着计算机信息技术和网络技术的发展,以美国为首的西方发达国家开始研究飞机产品数字化设计制造技术。
这项技术以全面采用数字化产品定义、数字化预装配、产品数据管理、并行工程和虚拟制造技术为主要标志,从根本上改变了飞机传统的设计与制造方式,大幅度地提高了飞机设计制造技术水平。
我国的飞机数字化装配技术尚处于起步阶段,与发达国家相比还存在较大差距,主要表现在:(1)飞机的研制过程仍采用串行模式;(2)虽然部分环节已经实现数字量传递,但仍存在信息孤岛现象,尚未打通飞机数字化设计、制造生产的整个流程;(3)工艺、工装设计在时间、空间与产品设计上存在滞后,造成飞机装配协调困难;(4)装配工人在现场工作需要仔细翻阅大量的图纸、工艺文件等,会出现工作上的失误,造成装配质量问题,影响装配周期。
飞机数字化装配技术1 数字化装配协调技术数字化协调方法也可称数字化标准工装协调方法,是一种先进的基于数字化标准工装定义的协调互换技术,将保证生产用工艺装备之间、生产工艺装备与产品之间、产品部件与组件之间的尺寸和形状协调互换。
数字量传递协调路线如下:(1) 飞机大型结构件(与飞机外形及定位相关)如框、梁、桁、肋、接头等用NC 方式加工;(2) 在飞机坐标系下,工装设计人员以产品工程数模为原始依据,进行工装的数字化设计,并且在工装与产品定位相关的零件上用N C 方式加工出所有的定位元素;(3) 工装在装配时利用数字标工(数据)协调,采用激光自动跟踪测量系统测量,通过坐标系拟合,定位出零件的安装位置,满足安装基准的空间坐标及精度要求;(4) 飞机钣金件模具数字化设计以及用N C 方式加工,钣金零件数控加工。
2 数字化装配容差分配技术容差数值直接影响产品的质量与成本,因而根据产品技术要求,进行零、组件的容差分析和设置,可以经济合理地决定零部件的尺寸容差,保证加工精度,提高产品质量,在满足最终设计要求的同时使产品获得最佳的技术水平和经济效益。
在产品装配前仅凭以往的经验飞机数字化装配技术成都飞机工业(集团)有限责任公司 许旭东 陈 嵩 毕利文 杨红宇Digital Assembly Technology for Aircraft飞机产品数字化设计制造技术以全面采用数字化产品定义、数字化预装配、产品数据管理、并行工程和虚拟制造技术为主要标志,从根本上改变了飞机传统的设计与制造方式,大幅度地提高了飞机设计制造技术水平。
许旭东1991年从南京航空学院飞行器制造工程专业毕业进入一航成飞,2005年获北京航空航天大学航空工程专业工程硕士学位。
长期从事飞机制造工艺技术工作,历任工艺员、副组长、副科长、副总工艺师,总工艺师,现任首席工艺师,主要负责飞机制造数字化工作台。
2001、2004、2006年连续三届被一航成飞评为技术带头人。
曾获国防科工委科技进步奖4次,中国一航科技进步奖3次。
大飞机数字化设计与制造技术Digital Design and Manufacturing Technology for Large Aircraft2008 年第14 期·航空制造技术49或某个方案分配给每个零件公差,装配成产品后公差能不能达到产品设计的要求,难以定论。
现在可通过数理统计的方法来模拟装配过程和次数,可看到最终形成产品的公差与零件的公差、零件的装配顺序等因素有关。
在零件数模的基础上,对于我们关注的关键的质量特征,设定公差和装配顺序,通过数理统计的方法仿真,分析各种因素对质量特性的影响程度,为查找质量问题的原因和改进容差分配提供了依据,不断仿真找出最优的公差分配方案。
3 自定位与无型架定位数字化装配技术现代的飞机设计遵循面向制造的原则,在零件设计的时候就必须考虑以后零件的加工和装配。
在工艺人员的建议下,飞机设计时对主要结构件(梁、框、肋和接头等)建立装配的自定位特征,如小的突耳、装配导孔、槽口和形成定位表面等,或者在产品结构设计的同时,把用来安放光学目标的工艺定位件设计到结构件上。
但这些零件的自定位特征需要用数控方式精确加工,在实际装配过程中这些零件自己就能利用自定位特征定位,或应用激光跟踪仪和光学目标定位。
基于飞机产品数模和数字量尺寸协调,无型架定位数字化装配技术采用模块化、自动化的可重新配置的工装系统,大大简化了或减少了传统的复杂型架,缩短了工装设计与制造的时间,降低了工装成本,并提高了装配质量。
4 数字化装配工艺设计技术数字化装配工艺设计技术是根据企业结构和制造流程在软件环境中构建企业的制造体系结构,包括产品、工艺和资源3个主要部分,完全可描述什么人、在什么地方、用什么工具、用什么方法、制造什么产品,当然也包含成本和时间。
其中产品部分又分为E B O M、P B O M 和M B O M 三个分支,工艺又分为根据工艺分离面设计的工艺P r o c e s s P l a n 和根据生产工位设计的工艺Production Plan,资源分为结构化的资源,包括工厂、车间、工段、工位、设备、工装、工具和人。
资源又分为资源规划Resource Plan(又称制造概念)。
其中成本包含在产品里,时间包含在工艺里,设备利用率包含在资源规划里。
利用设计部门发放的产品三维数模和E B O M,在三维可视环境下进行产品的装配工艺规划及工艺设计。
将三维数模数据(属性)导入产品节点,并将三维数模数图形的路径关联到每个零件上,在编制工艺的任何时候都可预览零件和组件的三维图形,直观地反映装配状态。
在产品工艺分离面划分的基础上,对每个工艺大部件进行初步装配流程设计,划分装配工位,确定在每个工位上装配的零组件项目,在三维数字化设计环境下构建各装配工位的段件装配工艺模型,并制定出产品各工位之间关系的装配流程图,形成装配PBOM。
在装配工位划分的基础上,对每个工位依据段件装配工艺模型在三维数字化环境下进一步进行各工位内的装配过程设计,确定每个工位内的段件装配工艺模型零组件的装配顺序,并且将相关的资源(设备、工装、工具、人)关联到工位上。
确定该工位需要由多少个装配过程实现,并定义装配过程对应的AO 号。
在装配A O 划分基础上,对每本A O 依据段件装配工艺模型进行详细的装配工艺过程设计,定义该工艺过程所需要的零组件、标准件、工装等,在三维数字化环境下确定该装配过程零组件、标准件、成品等装配顺序,明确装配工艺方法、装配步骤,并选定该装配过程所需要的工装、夹具、工具、辅助材料等资源,形成用于指导生产的AO 和MBOM。
5 数字化装配过程仿真验证技术三维数字化装配过程仿真验证技术是在软件虚拟装配环境中,调入产品三维数模、资源三维数模和设计的装配工艺过程,通过软件模拟完成零件、组件、成品等数模上架、定位、装夹、装配(连接)、下架等工序的虚拟操作,实现产品装配过程和拆卸过程的三维动态仿真,验证工艺设计的准确度,以发现装配过程工艺设计中的错误。
仿真是一个反复迭代的过程,不断地调整工艺设计,不断地仿人机工程的仿真数字化装配工艺设计FORUM50航空制造技术·2008 年第14 期真,直到得到一个最优的方案。
(1)装配干涉的仿真。
在虚拟环境中,依据设计好的装配工艺流程,通过对每个零件、成品和组件的移动、定位、夹紧和装配过程等进行产品与产品、产品与工装的干涉检查,当系统发现存在干涉情况时报警,并示给出干涉区域和干涉量,以帮助工艺设计人员查找和分析干涉原因。
该项检查是零件沿着模拟装配的路径,在移动过程中零件的几何要素是否与周边环境有碰撞。
在三维环境中,检查过程非常直观。
(2)装配顺序的仿真。
在虚拟环境中,依据设计好的装配工艺流程,对产品装配过程和拆卸过程进行三维动态仿真,验证每个零件按设计的工艺顺序是否能无阻碍的装配上去,以发现工艺设计过程中装配顺序设计的错误。
虽然装配顺序设计是按先里后外的原则设计的,但实际装配时候就发现有零件装不上去,无奈只有拆除别的零件,先装这个零件。
(3)人机工程的仿真。
产品装配的过程,少不了人的参与,产品移动的过程也就是人动作的过程。
在产品结构和工装结构环境中,按照工艺流程进行装配工人可视性、可达性、可操作性、舒适性以及安全性的仿真。
将标准人体的三维模型放入虚拟装配环境中,针对零件的装配,对工人以下工作特性进行分析。
(4)装配现场三维工艺布局仿真。
在数字化环境下,建立厂房、地面、起吊设备等三维制造资源模型,将已经建立的各装配工艺模型和装配型架、工作平台、夹具等制造资源三维模型放入厂房中,按照确定的装配流程进行全面的工艺布局设计。
三维工艺布局比传统的二维工艺布局更直观,充分体现了三维空间的状况。
并且在数字环境下可以仿真生产流程。
(5) 可视化装配与人员培训。
经过仿真验证的三维数字化装配过程仿真文件,可在不同的工位节点或A O 节点通过程序打包传递到车间, 也就是将产品的三维数模和工艺信息(装配顺序说明或动画、装配产品结构等信息)传递到操作者手中。
操作者能够采用终端电脑或手持电脑读取这些信息,使工人能够准确、迅速地查阅装配过程中需要的信息,提高装配的准确性和装配效率,缩短装配时间,降低装配成本。
在生产现场指导工人对飞机进行装配,帮助工人直观了解装配全过程,实现可视化装配。
也可用于维护人员的上岗前培训。
6 数字化检测技术通过数字测量系统(如激光跟踪仪、I G P S )实时监控、测量工装或产品上相关控制点(关键特性)的位置,建立起产品零部件基准坐标系统,并在此坐标系统中将工装或产品上关键特征点的测量数据和3D 模型定义数据直接进行比较,分析出空间测量数值与理论数据的偏差情况,作为检验产品是否合格及进一步调整的依据。
产品从零件的三维数模到零件的数控加工再到零件的数字化检测,其整个过程都实现了工程数据的数字化传递。
就这样反反复复,直到产品设计冻结。
可以看到与传统的串行模式不同,产品设计、工装设计和工艺设计都是并行作业。
目的和意义(1)容易实现产品设计、工艺设计、工装设计的并行工程,因此,能够缩短产品研制周期,降低开发成本;(2)在产品实际(实物)装配之前,通过装配过程仿真,及时地发现产品设计、工艺设计、工装设计存在的问题,有效地减少装配缺陷和产品的故障,减少因装配干涉等问题而进行的重新设计和工程更改,因而降低了产品研制风险,保证了产品装配的质量;(3)利用数字标工达到装配过程协调以数字量传递,简化和减少了实物工装,并且使用数字测量技术保证了装配质量;(4)装配仿真过程产生的图片、视频录象直观地演示装配仿真,使装配工人更容易理解装配工艺,减少了装配过程反复,减少了人为差错;(5)装配仿真过程产生的图片、视频录象可用于对维修人员的培训;(6)对新产品的开发,通过三维数字化装配工艺设计与仿真,减少了技术决策风险,降低了技术协调成本;(7)通过三维数字化装配工艺设计与仿真, 进行时间工时分析、车间三维工艺布局、资源规划和评估,有利于提高生产计划的准确度;(8)可提高企业在产品开发研制方面的快速应变能力,适应激烈的市场竞争和不同的用户需求;(9)提高了企业的技术创新能力。