数字化技术在飞机装配中的应用(doc 10页)
装配仿真技术及其在飞机装配中的应用

装配仿真技术及其在飞机装配中的应用摘要:近年来,我国经济在科学、技术和信息技术飞速发展的背景下取得了长足的发展。
同时,经济进步带动了我国技术的发展,全国飞机装配研究积极运用数字装配装配仿真技术。
高效应用这种技术大大提高了飞机制造质量。
数字装配仿真技术在飞机制造及相关制造业中发挥着重要作用。
因此,需要进一步研究装配仿真技术及其在飞机部件中的应用。
关键词:装配仿真技术;飞机装配应用1990年代以来,数字飞机装配技术的发展和应用已是保证和提高飞机整体质量的有效手段。
随着数字制造技术的发展,数字装配仿真已成为现代制造业的主要工具和技术,尤其是在航空、航天、汽车工业和造船等领域,部件数量大,技术容量大,集成水平高,开发周期长,成本高。
一、数字化装配仿真装配技术介绍随着该技术的进一步发展和广泛应用,仿真数字装配技术应运而生,仿真模拟零件,确保更好地掌握设备的拆卸和装配,然后采取适当的装配措施,确保该技术应用的主要优点是在机械设计阶段模拟相关的设计和制造过程,直观地表示产品设计的各个方面。
随着数字仿真的进一步完善和发展,该技术在飞机装配中的应用变得越来越重要,从而导致了理想装配的应用。
二、机翼结构与装配技术本文阐述了机翼在仿真装配中的结构和装配工艺及其在飞机上的应用。
飞机的机翼外形结构需要高精度。
在普通飞机的机翼上,机翼的翼肋和纵墙是包含许多钣金零件的主部件。
许多组件和结构是复杂装配工艺的基础。
因此,必须在装配过程中型架机翼装配。
机翼转配联接技术目前始终以传统螺纹和铰接联接为基础。
此外,机翼的外形在飞机上起着重要作用,但它需要较薄、小刚度的钣金零件。
因此,装配过程中容易产生变形和应力,定位必须由装配型架进行,这主要确保了装配零件在使用过程中是夹紧的,并在装配过程中提供了更高的精度。
在实际生产过程中,零部件必须由定位器固定,以确保零部件始终到位;机翼外形的精度应由卡板决定。
装配机翼时,需要根据不同情况进行实际操作,可以在装配部件(如蒙皮、翼肋等)时应用单个零件组装,或在安装诸如耳片和加强筋等时。
飞机先进数字化装配关键技术及发展趋势

飞机先进数字化装配关键技术及发展趋势
陕西省西安市710000 摘要:随着数字化技术的飞速发展,航空制造业也在不断探索数字化装配技术的应用,以提高生产效率、降低成本、提升产品质量和满足定制化需求。数字化装配技术已经成为航空制造业数字化转型的重要组成部分。本文主要分析飞机先进数字化装配关键技术及发展趋势。
关键词:飞机数字化装配;脉动生产线;智能航空装备 引言 在航空制造业中,数字化装配技术的发展已经取得了显著成果。通过数字化装配,制造商可以实现更精准的零部件匹配、更高效的生产流程、更快速的产品交付,从而提高了生产效率和产品质量。同时,数字化装配技术也为航空制造业带来了新的发展机遇和挑战。
1、飞机先进数字化装配的意义 提高生产效率。通过数字化装配技术,飞机制造企业可以实现零部件的虚拟设计、虚拟装配和数字化仿真,从而在实际生产前进行全面测试和验证,减少试错次数、优化工艺流程,最大限度地提高生产效率。数字化装配还可以利用智能化设备和机器人,在装配过程中替代人力完成繁重、重复性工作,减轻劳动强度,提升装配精度和速度。优化产品质量。数字化装配技术能够实现对每个零部件的精确匹配和装配,降低人为误差,提高产品组装精度和一致性,确保飞机结构的稳定性、可靠性和安全性。数字化装配还可以实现装配过程的实时监控和数据记录,及时发现问题并采取纠正措施,保证产品质量符合标准要求,为用户提供更加可靠的飞行器。降低生产成本。通过数字化装配技术,飞机制造企业可以减少人力、时间和资源的浪费,提高资源利用率,降低生产制造成本。同时,数字化装配还能帮助企业优化供应链管理,提高供应链效率,降低库存成本和物流成本,达到节约整体生产成本的目的。推动智能制造发展。飞机先进数字化装配作为智能制造的重要环节,能够推动整个飞机制造产业向智能化、自动化方向迈进。借助人工智能、大数据分析等先进技术,数字化装配实现智能化决策和智能化生产管理,促进飞机制造的现代化转型,提高企业竞争力和市场占有率。
飞行器设计中的数字化制造技术

飞行器设计中的数字化制造技术在当今科技飞速发展的时代,飞行器设计领域正经历着一场深刻的变革,数字化制造技术的应用成为了推动这一领域前进的关键力量。
从飞机到航天器,从无人机到导弹,数字化制造技术正以其独特的优势重塑着飞行器的设计、生产和性能。
数字化制造技术在飞行器设计中的应用涵盖了多个方面,首先是计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助工程(CAE)。
CAD 软件使设计师能够以三维模型的形式直观地创建飞行器的结构和部件,不仅能够精确地表达设计意图,还便于在设计过程中进行修改和优化。
CAE 则可以对设计进行各种性能分析,如结构强度、空气动力学特性、热传递等,帮助设计师在早期阶段发现潜在问题,从而减少后期的设计变更和试验次数。
在飞行器的结构设计中,数字化制造技术的优势尤为明显。
传统的设计方法往往依赖于经验和大量的物理试验,不仅周期长,成本高,而且结果的准确性和可靠性也存在一定的局限性。
而通过数字化制造技术,如有限元分析(FEA),可以对飞行器的结构在各种载荷条件下的力学性能进行精确模拟,从而实现结构的轻量化设计和优化。
例如,在设计飞机机翼时,可以通过 FEA 分析不同材料、形状和加强筋布局对机翼强度和刚度的影响,在满足性能要求的前提下最大限度地减轻重量,提高燃油效率和飞行性能。
数字化制造技术还包括快速成型和 3D 打印。
这些技术可以直接根据 CAD 模型制造出物理样机,大大缩短了产品开发周期。
对于复杂形状的部件,如发动机的涡轮叶片、飞机的内饰件等,传统制造方法往往难以实现,而 3D 打印则能够轻松应对。
此外,3D 打印还可以实现材料的梯度分布,根据部件不同部位的性能要求,精确控制材料的组成和结构,进一步提高部件的性能和可靠性。
在飞行器的生产过程中,数字化制造技术也带来了显著的改进。
数字化生产线可以实现自动化加工、装配和检测,提高生产效率和质量一致性。
例如,数控机床可以根据数字控制程序精确加工飞行器的零部件,减少人工误差;机器人可以完成复杂的装配任务,提高装配精度和效率;在线检测系统可以实时监测生产过程中的质量参数,及时发现和纠正问题。
飞机数字化装配技术的发展与应用

飞机数字化装配技术的发展与应用摘要:我国飞机数字化装配技术的发展还处于基础阶段,实践中存在很多问题。
因此,进一步提高我国飞机装配技术的研究具有重要的现实意义。
基于此,下面讨论飞机数字化装配技术的发展和应用,以供参考。
关键词:飞机数字化;装配技术;发展与应用引言新时期,科学技术的发展推动了我国飞机装备技术的进步,在一定程度上增强了我国的综合实力。
但是,由于数字化飞机装配技术在我国的发展还处于起步阶段,在实际应用中还存在很多问题。
因此,我国飞机制造业应加强对数字化装配技术的分析和研究,不断优化数字化装配技术在飞机制造中的应用。
1数字化装配技术的应用进展飞机的数字装配技术涉及广泛的领域,不仅仅是对某些硬件和软件设备的堆叠,而是一个基于产品数据集、以综合方式设计和制造的全面数字化过程,该技术工具可利用数字装配技术规划,在数字量基础上传输的同时,再次实现数字控制设备和数字测量设备的定位和测量技术的应用,从而完成产品控制。
2我国飞机数字化装配技术在发展中存在的问题2.1实验对象特殊由于飞机部件数字化装配涉及大面积的装配场地、昂贵的数字化设备、大尺寸弱刚度复杂构型结构件和多人协作装配等因素,科研人员难以用真实的飞机部件做实验对象进行反复装配实践。
2.2飞机制造孔质量存在问题目前,中国飞机制造企业最常用的飞机制造材料是复合材料虽然复合材料的应用大大提高了飞机的整体性能,但由于复合材料本身存在问题,它们也很可能在应用中引起孔的质量问题。
第一,中国一些飞机制造企业继续采用传统的手工打洞方法进行打洞工作,这容易造成开洞椭圆和应用时复盖层分层等质量问题,从而降低飞机制造质量;第二,人工钻孔方法还要求工作人员具备高度的专业精神和技术能力,否则钻孔过程中出现故障的风险会增加,最终影响钻孔工作的效率。
我们的工作人员部分负责飞机的制造和装配,他们的工作能力仍有待提高,这也是影响我国飞行机制孔质量的一个重要因素。
2.3实验资源稀缺正确规划飞机部件装配工艺并进行装配质量检测是实施飞机装配的关键环节,而现实中操作设备进行飞机部件装配、调整优化装配工艺过程、完成装配质量检测的资源设备稀少,且装配实验过程离散,缺乏系统化和完整性;同时,受专业广度、研究水平和技术条件的限制,飞机装配实验资源稀缺且共享程度低。
浅析飞机装配的数字化与智能化

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。
飞机数字化装配技术分析

飞机数字化装配技术分析摘要:为实现智能化飞机装配,行业技术人员应在飞机装配技术发展进程中融入先进数字化技术,以满足时代发展需求,保障飞机装配质量和效率。
本文先分析飞机数字化装配技术体系包括的技术内容,进而探究飞机数字化装配技术的具体应用。
相关行业人员应注重应用数字化装配技术,以强化我国飞机制造水平。
关键词:飞机;数字化;装配技术引言:我国技术水平的提升,为各行各业带来发展机遇。
航空制造业应注重创新生产技术,以实现产业突破。
在产品制造阶段,为在最大程度上保证零件质量,业内技术人员应在生产链运作中引用数字化技术,加大对产品装配环节的重视。
飞机作为关键交通工具,一旦发生安全事故,将会造成巨大损失。
所以,如何通过技术创新促使飞机装配水平提升,是当前航空制造业需要重点探究的课题。
1数字化装配技术体系1.1数字化装配工艺在科学技术高速发展的时代背景下,飞机数字化装配技术已在诸多工业领域广泛应用。
通过数字化装配技术体系的合理应用,可借助三维实体模型的集成对产品定义信息进行完整表达,并以实体模型作为制造依据,在实际装配工作中投入使用,以提高装配科学性。
数字化装配工艺设计在数字化装配技术体系中属于基本内容,其可归类于基于模型的MBD定位技术,这一技术在数字化定义规范的前提下,通过三维建模的方式定义产品,最终可完成三维工装模型和三维数字样机的打造[1]。
1.2装配定位、制孔、连接技术在数字化装配技术体系中,还包括装配定位技术、制孔技术和连接技术。
其中,装配定位技术在实际应用中可分为零件装配基准孔面和工装定位两方面,但在运用飞机数字化装配技术进行飞机装配时,为保证飞机定位的精准性,往往会应用段件、板件、组合件及许多其他的装配零件。
基于飞机数字化装配技术的柔性工装,可使传统装配工作中存储占地面积大、刚性工装刚性专用限制、结构开敞性差以及设计制造周期长等问题得到妥善处理,从而充分发挥其数字化、柔性化、模块化的应用优势。
当前飞机结构的装配大都应用机械化的连接方式,尤其在部分新型飞机数字化装配制孔技术中,主要通过对其结构形式、表面质量、配合性质等方面的调整,使其整体连接状态得到改善。
飞机数字化装配技术概述

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

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。
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数字化技术在飞机装配中的应用(doc 10页)数字化技术在飞机装配中的应用研究飞机装配数字化技术的应用, 使我国航空产品的开发发生观念性的改变, 促进企业管理体制、型号研制过程的一系列变革, 并向着开放式的、具有快速应变能力物创新能力的现代型企业方向发展 .国内外飞机装配技术现状1.1 国内现状我国的飞机装配技术和组织管理方式,虽然在局部上采用了较先进的技术,如利用激光跟踪仪或计算机辅助经纬仪(Computer Aided Theodolite ,CAT )技术安装型架,少数采用了自动钻铆技术,简化了装配型架结构。
但与发达国家相比还存在较大差距,主要表现在:(1 )上述技术尚不配套,应用上不成熟,加上我国多年来对飞机装配技术缺乏研究,资金投入不足,仅满足于能把飞机制造出来,目前飞机装配还是沿袭着过去几十年来批生产的手工作业模式;(2 )飞机的设计制造仍主要采用串行模式,制造模式未实现根本转变;(3 )数字化技术的应用规模较小,还未实现一个完整型号的全面数字化;(4 )各环节虽然已实现数字量传递,但仍存在信息孤岛现象,未打通飞机数字化设计制造生产线,模拟量传递依然大量存在;(5 )工装、工艺设计与产品设计脱节,未能充分实现并行工程,造成飞机装配协调困难,返工率高;(6 )在装配技术方面,虽然局部采用了数字化技术,如在协调方式上局部采用了数字量传递方法,但模拟量传递仍然是当前众多企业飞机制造的主要协调方法;(7 )采用专用工装装配,光学仪器测量安装仍是目前飞机装配的主要手段,未能在数字化装配技术方面实现新的突破,导致飞机制造成本居高不下;(8 )装配工人在现场工作需要仔细翻阅大量的图纸、工艺文件,而且经常会出现工作上的失误,造成装配质量问题,影响装配周期。
1.2 国外现状飞机产品数字化设计制造技术是20 世纪80 年代后期以来,随着CAD/CAM 、计算机信息和网络技术的发展,以美国为首的西方发达国家开始研究并首先采用的一项新技术。
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。
美国波音777 飞机的研制,由于全面采用了该项新技术,使研制周期缩短50% ,出错返工率减少75% ,成本降低25% ,成为数字化设计制造技术在飞机研制中应用的标志和里程碑。
目前,以波音公司为代表的飞机设计制造公司的数字化技术已经成熟应用到多种飞机的研制过程中,并取得了很好的效益。
(1) 洛克希德·马丁公司在研制JSF 战斗机X-35 过程中明确提出:要使JSF 飞机装配制造过程的周期缩短67% ,其中单架周期要从15 个月缩短到 5 个月;工艺装备由350 件减少到19 件,即减少95% ;制造成本降低50% 等,此外, 洛克希德·马丁公司在JSF 装配中还应用了一种十分先进的龙门钻削系统(JGADS ),它使用激光定位、电磁马达和“ 压脚” (pressure foot )进行精密钻孔,加快了装配过程,形成紧配合,产生光谱表面,不仅减少了摩擦,还满足了JSF 耐久性需求,其钻孔出错率仅为百万分之三,优于世界钻孔百万分之三点四的质量标准,而且在处理大型零件时能容易地拆卸、移动和重新装配,还取消了75% 的钻孔工具和工装,使部件的安装工作节省了90% 的时间。
(2) 波音公司在研制X-32 机时也是如此,当零部件汇集到JSF 方案验证机总装基地——加利福尼亚州帕姆戴尔时,已见不到通常陪伴在飞机生产线上的巨大型架,取而代之的是一种通用支架,用它支撑JSF 的主要部件,利用 4 部Zeiss 激光跟踪仪对它们进行空间定位和其他装配工作,并取得了很好的效果。
在X-45 无人驾驶战斗机项目中也采用了这一先进技术。
随着X-32 装配工作的进展,工人们开始佩带一种挂在腰间的微型计算机,该机通过单目镜片,能把装配顺序和装配好的部件状态投射到正在装配部件的上方,让工人方便直观地进行装配工作,无需再细读图纸,翻阅工艺文件,使装配周期缩短50% ,成本降低30% ~40% 。
洛克希德·马丁和波音等飞机制造公司在飞机装配技术方面采取了以下的技术措施:·设计制造并重,产品设计与装配设计紧密结合,实施并行工程。
·在生产组织和管理上广泛采用精益生产的思想和方法,精简了工作业务流程。
·全面采用数字化设计制造技术, 大范围进行数字装配过程仿真模拟。
·建立单一产品数据源,实现工程BOM 、制造BOM 以及维护BOM 的有效转换,保证数据传递过程中的一致性。
·普遍采用数控自动钻铆技术,大幅度提高了铆接质量和进度。
·采用计算机辅助光学仪器(激光跟踪仪、电子全站仪)进行飞机定位测量和直接安装技术。
·大幅度简化工装,采用统一结构的动态工夹具的设计和使用技术,甚至不用专门型架,便可直接进行飞机装配安装工作。
·利用先进的装配互换协调技术,尽量减少在装配过程中使用连接件,段件对合时不再钻孔。
·建立了基于模块的飞机构型方法,具有完善的更改管理措施,已形成了数字化制造技术体系。
·装配过程的工艺补偿件等采用液态垫片等先进技术手段。
通过对国内外装配技术现状的比较,我们可以得出如下结论:数字化技术的应用不仅从软、硬件的角度出发,更重要的是融合了所有设计、制造的数字化过程,以产品数据集为中心,利用数字化设备和装配仿真技术,使生产线上的产品在装配过程中真正得到有效控制。
利用该技术可以建立起一套有效的产品结构及产品发放过程控制机制,建立相关的工作规范和制度,保证飞机装配所需的数字量信息的正确传递。
数字化技术应用研究内容2.1 建立飞机数字化装配协调体系数字化装配是飞机数字化协调体系的有机组成部分。
建立数字化装配协调体系,需要从以下几个方面考虑:(1) 建立基于企业网的协同工作环境。
建立企业内部的网络化协同工作环境,其范围要涵盖设计部门、工装设计制造部门、零部件制造部门、装配部门等主要产品模型的使用单位。
以便装配部门能够及时有效地与上述部门进行沟通和协同。
(2) 飞机产品结构管理与控制技术。
由于一种基本型号的飞机有众多改型,为了解决重用性的问题,需要进行产品的构型管理,实现按照架次管理的要求。
(3) 建立企业各部门间通过网络进行协调的管理规范。
必须建立一整套的规范来约束企业各部门之间的工作,包括数字签名审核制度、工作流控制制度等内容,使飞机装配可以通过工作流来驱动工程设计与制造事件,实现数字化装配过程的自动化。
2.2 面向装配的并行数字化定义技术数字化装配应从数字化预装配(Digital Pre-Assembly,DPA )开始,其基础是并行数字化定义环境,在面向装配的设计(Design For Assembly ,DFA) 和分析环境中,需要包含的主要功能为:产品定义系统、早期计划、工厂工作流程模拟、基于文本/3D 模型的工艺计划、装配分析、人机工程模型、人机工程分析、人机工程模拟、数字化质量保证、成本和效率核算、3D 工作指令向MES 系统传递、执行。
在进行并行的产品数字化定义结束前,需要完成产品结构件的建模、产品结构的工艺分析、数字样机装配仿真、数字化装配过程设计(Digital Assembly Sequence ,DAS) 以及数字化工艺装备定义(Digital Tool Definition,DTD )等工作。
而装配仿真、装配过程设计和工装设计直接影响到产品的可装配性,因此,实现并行产品数字化定义将能有效地减少因设计错误或返工引起的更改,从而提高装配件生产质量,缩短装配周期,降低生产成本。
2.3 建立包含数字化装配仿真过程在内的并行设计规范需要为并行数字化设计建立设计规范,明确设计人员与工艺人员的分工和责任,确定设计人员与工艺人员进行数字化设计和装配模拟仿真的工作内容和基本方法。
(1) 产品结构的模块化设计。
在并行产品设计过程中,需要采用模块化设计的方法,结合结构设计、工艺设计、工装设计以及系统设计、燃油系统设计人员,按照模块化思路进行组织,实现设计过程和装配过程的部件化、节奏化,使飞机上每个系统的工作分散到各个总装站上陆续完成。
应尽可能把系统安装、调整和试验工作安排在部件装配阶段完成,以减少部件装配过程中系统检查的等待时间。
(2) 产品结构的广义数字化定义。
明确并行工作组内的装配工艺设计人员与其他设计人员进行协同产品设计开发的内容与方法,以确保制造过程中数据信息的完整性和广泛性。
(3) 装配设计可视化协同仿真平台。
在开展并行设计过程中,建立并行产品设计环境下的装配仿真系统需要的环境如下图所示。
图中,PDM 系统为协同设计提供必要的基础集成环境。
装配工艺人员只有通过PDM 系统,才能访问到存在于预发放数据库和发放数据库中的产品模型,并通过PDM 的网络通信协同功能,进行异地并行预装配,装配过程设计才能及时、准确地访问到所需要的数据。
(4) 制定适应于数字化装配的新的飞机结构方案。
寻求不用专用型架直接装配飞机主要结构件的数字化装配方法,相应地对适合这种装配方法的飞机结构提出建议。
(5) 协同环境下的产品模型数据管理技术。
协同环境面临着产品异地数据不一致的问题,需要采用产品数据管理系统来统一管理异地的产品数据。
应用产品管理技术解决产品数据唯一性,实现单一产品数据源管理的要求。
2.4 数字化装配仿真、协调与数字化装配过程优化设计飞机数字化预装配是在数字化产品定义(Digital Product Definition,DPD) 的基础上利用计算机模拟装配的过程。
它主要用于在研制过程中及时进行静动态界面设计和干涉检查、工艺性检查、可拆卸性检查和可维护性检查。
采用数字化装配技术可以有效地评价产品的可装配性,减少因设计原因造成的更改或返工,缩短研制周期,降低产品成本,提高产品竞争能力。
产品的数字化装配过程设计分为:装配顺序的生成和优化;装配路径规划和优化;容差分析与综合;装配过程仿真模拟。
首先利用装配过程模拟软件对产品的部件进行装配过程定义,确定部件所属各零组件的装配顺序;而后模拟工厂现有装配条件和工段工作安排,进行装配路径的调整和优化;最后在数字化装配仿真系统中进行装配过程仿真,即利用仿真软件的人机工程等虚拟现实技术,确定装配过程的可操作性和合理性,解决数字化产品模型装配过程中所遇到的干涉问题。
数字化装配技术涉及特征技术、仿真技术、计算机虚拟现实技术、知识工程、CAD/CAM 系统集成技术等多个领域。
数字化装配与仿真技术的应用主要从以下几个方面展开。
(1) 建立数字化预装配以及装配过程模拟规范体系。