引言
基于MBD的數(shù)字化裝配技術(shù)是以產(chǎn)品信息模型為對象,通過幾何模型闡述工藝信息、權(quán)屬信息、管理信息等內(nèi)容,以三維實體模型來表述產(chǎn)品設(shè)計定義。結(jié)合當(dāng)前新型研制的飛機(jī)制造行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,飛機(jī)裝配制造勞動量比列占據(jù)整體的40%~50%,裝配精確度對航空制造行業(yè)的發(fā)展具備實際效用,為基于MBD的產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)提供輔助幫助。為保障國內(nèi)飛機(jī)裝配工藝設(shè)計技術(shù)的發(fā)展,落實柔性裝配、數(shù)字化裝配等先進(jìn)技術(shù)顯得尤為重要,其中自動化柔性制孔技術(shù)的應(yīng)用為裝配質(zhì)量提供了實際依據(jù),有助于我國飛機(jī)裝配工藝技術(shù)的發(fā)展。
1 基于MBD的飛機(jī)數(shù)字化裝配技術(shù)的應(yīng)用分析
1.1 數(shù)字化裝配MBD模型
MBD技術(shù)以三維實體模型表達(dá)產(chǎn)品定義方式為基本表現(xiàn)形式,在產(chǎn)品尺寸大小、公差變化情況等信息應(yīng)用較為廣泛;贛BD的飛機(jī)數(shù)字化裝配技術(shù)對相關(guān)制造行業(yè)的涉及形式比較偏向?qū)嵺`化,通過三維實體模型以保障生產(chǎn)制造過程的形式依據(jù),將其作為制造方式輔助條件,可實現(xiàn)工藝設(shè)計、屬性調(diào)查、產(chǎn)品管理等數(shù)字化定義方法。從當(dāng)前飛機(jī)裝配過程來看,MBD數(shù)據(jù)模型可利用圖形、文字等表達(dá)方式,對“物料項”的功能需求進(jìn)行彰顯表象,主要是以裝配數(shù)據(jù)模型和零構(gòu)件數(shù)據(jù)模型作為分類標(biāo)準(zhǔn)的,再加上裝配零件列表和數(shù)據(jù)集性構(gòu)成,深入航空制造業(yè)的數(shù)字化技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域;贛BD模型數(shù)字化集成應(yīng)用構(gòu)造體系的實際發(fā)展,“圖紙?zhí)摶、紙質(zhì)指令”等三維數(shù)字化集成制造發(fā)展El益快速,成為飛機(jī)裝配研制周期的重要判斷依據(jù)。
1.2 數(shù)據(jù)集裝配MBD技術(shù)
在飛機(jī)工藝設(shè)計過程中,裝配數(shù)據(jù)集對裝配程序具備輔助作用,通過組件、部件等安裝工作完成實際需要的產(chǎn)品工藝設(shè)計模型、程序信息集合等方面管理任務(wù),也是當(dāng)前“容差分配仿真”的關(guān)鍵保障;贛BD的飛機(jī)數(shù)字化裝配技術(shù)對相關(guān)構(gòu)成體系的應(yīng)用,通過集成三維實體模型、工藝技術(shù)設(shè)計體系等方式,為裝配數(shù)據(jù)集及相關(guān)內(nèi)容提供安裝、檢驗依據(jù),其中以“工藝信息、安裝列表、工裝資源”等方面顯示最為明顯。在波音公司大型飛機(jī)波音747制造過程中,通過數(shù)字化裝配MBD、陣列式裝配方式等基本依據(jù),將飛機(jī)機(jī)身和壁板定點位置設(shè)置為數(shù)字化定義方式,由于受到飛機(jī)裝配構(gòu)件的數(shù)字樣機(jī)變化形式影響,MBD裝配模型對飛機(jī)坐標(biāo)的“參考面、輔助面、空間定位”等幾何信息提供輔助作用,這也是“單模型數(shù)據(jù)集”和“多模型數(shù)據(jù)集”的關(guān)鍵分布條件。對于國外部分大型飛機(jī)制造,定義實體模型是以數(shù)字化預(yù)裝配模型為表現(xiàn)基礎(chǔ)的,以便于支持下游用戶的實行工作,保障裝配構(gòu)件的實際性作用。
2 優(yōu)化基于MBD的飛機(jī)數(shù)字化裝配技術(shù)的幾點建議
2.1 提升測量裝配技術(shù)
結(jié)合MBD技術(shù)在航空制造行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀,數(shù)字化裝配技術(shù)的廣泛應(yīng)用離不開測量監(jiān)測的發(fā)展,在一定程度上提升數(shù)字化測量裝配技術(shù)具有實質(zhì)性作用。所謂MBD的數(shù)字化測量裝配技術(shù),即是通過相關(guān)檢測設(shè)備和運(yùn)行工具對飛機(jī)裝配構(gòu)件的面積形狀、尺寸大小予以監(jiān)測,如:電子經(jīng)緯儀、數(shù)字化照相測量設(shè)備,按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)試行的特殊裝配技術(shù)。在飛機(jī)裝配過程中,利用數(shù)字化測量裝配技術(shù)和相關(guān)檢測系統(tǒng),將實際測量數(shù)據(jù)與MBD模型理論數(shù)據(jù)統(tǒng)一對比(保障數(shù)據(jù)的精確度),對不符合要求的進(jìn)行自動化修改,控制空間裝配位置和坐標(biāo)范圍的差異變化。在某飛機(jī)裝配現(xiàn)場中,通過AO裝配指令的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃設(shè)計,將數(shù)字化測量裝配技術(shù)應(yīng)用于其中,通過中間協(xié)調(diào)環(huán)節(jié)和安裝質(zhì)量等判斷依據(jù),在原有基礎(chǔ)上縮減產(chǎn)品生產(chǎn)周期和數(shù)據(jù)采集時間,為工裝定檢、零件設(shè)計等方法提供了更加便捷的條件,將數(shù)字化產(chǎn)品定義提升至100%功效,BASE坐標(biāo)系統(tǒng)檢測也發(fā)揮了獨特優(yōu)勢,是完成實測值的對比分析后的準(zhǔn)確度檢驗。
2.2 應(yīng)用制孔提取方式
據(jù)不完全數(shù)據(jù)統(tǒng)計,對于飛機(jī)裝配的實際運(yùn)行過程,大型飛機(jī)構(gòu)造中約有150—200萬個連接件,機(jī)械鏈接為主要施行方式。目前,部分飛機(jī)產(chǎn)品模型設(shè)計采用CATIA模型文件,通過零件對象、模型文件等形式呈現(xiàn),提升裝配制孔孔位信息提取方式的實際應(yīng)用效益,可完成產(chǎn)品設(shè)計過程中的元素對象整合(幾何信息、文本信息),對產(chǎn)品設(shè)計元素互聯(lián)技術(shù)也具備一定影響,可供相關(guān)產(chǎn)品編程工作重復(fù)利用。對于飛機(jī)部件裝配技術(shù),制孔孔位信息提取方式通過內(nèi)部深度、面積大小、孔口平滑等情況,利用CATIA相關(guān)開發(fā)技術(shù)進(jìn)行結(jié)點搜索,完成相對應(yīng)的裝配制孔孔位信息,保障MBD技術(shù)和不同模型處理應(yīng)用體系。在產(chǎn)品生產(chǎn)線上游配套中,對”儲存、分類、分揀、輸送”等業(yè)務(wù)流程進(jìn)行整合處理,完成結(jié)點設(shè)計創(chuàng)建的集中對象管理,以避免零部件裝配連接孔位信息的分散性,為MBD裝配技術(shù)和節(jié)選模型提供實際成效。相關(guān)學(xué)者通過開發(fā)工具CAA通過制孔信息提取方式的實際應(yīng)用,對用戶交互界面的裝配列表和安裝工序進(jìn)行優(yōu)化簡化處理,對實際裝配模型完成手工刪除工序,為MBD數(shù)字化裝配技術(shù)提供了關(guān)鍵依據(jù),深人到裝配技術(shù)的實際應(yīng)用中。
2.3 增強(qiáng)工藝設(shè)計體系
基于MBD三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計過程中,對三維裝配指令的監(jiān)管方式較為嚴(yán)格,并始終連接于飛機(jī)設(shè)計過程的整體發(fā)展中。為此,在制定數(shù)字化裝配技術(shù)的設(shè)計方案中,重視工藝設(shè)計體系的不同構(gòu)造階段,對“裝配路徑設(shè)計、工藝優(yōu)化模擬程序、制孔設(shè)備定位”等相關(guān)方面做好裝配處理,安排裝配內(nèi)部零構(gòu)建設(shè)計規(guī)劃,以保障數(shù)字化裝配仿真自動化系統(tǒng)。在達(dá)索公司的DELMIA軟件平臺開發(fā)中,利用三維數(shù)字化裝配設(shè)計系統(tǒng),通過DPM和DPE為其提供三維可視化操作環(huán)境,結(jié)合三維裝配工藝體系的頂層設(shè)計原理,為產(chǎn)品規(guī)劃設(shè)計、裝配工藝提供選擇路徑,將現(xiàn)場制造實際問題發(fā)生概率縮減至最小,MBD模型數(shù)據(jù)的可靠性應(yīng)用于產(chǎn)品實際制造中,以保障工藝設(shè)計和規(guī)劃處理的可行性,這也是當(dāng)前三維數(shù)字化裝配技術(shù)的基本表征。
3 結(jié)語
在信息技術(shù)發(fā)展日益快速的今天,二維文字表達(dá)的CAPP系統(tǒng)已經(jīng)無法全面滿足相關(guān)工藝設(shè)計要求,以三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)實現(xiàn)可視化,可有效提升裝配指令的操作效率。為此,適時發(fā)展基于MBD的飛機(jī)數(shù)字化裝配技術(shù),可為我國航空制造業(yè)提供實際保障。
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