飞机数字化装配生产线布局仿真技术研究

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1、飞机数字化装配生产线布局仿真技术研究中航飞机研发中心陕丙汉中723000摘要：随着科学技术的快速发展，数字化技术取得了巨大的进步。在飞机研制发展史上数字化技术的应用是一次重大飞跃。但由于我国的飞机装配生产周期长,劳动力投入大，发展飞机数字化装配生产线已经迫在眉睫。基于此，文章探讨分析了飞机数字化装配生产线布局仿真技术，以供参考。关键词：数字化；装配仿真；生产线一、飞机数字化装配生产线关键技术飞机装配是飞机研制非常重要的一个环节。装配过程是将大量飞机零件按照设计和技术要求进行组合、连接，逐步装配成组件、部件，最后将各部件对接成整架飞机的过程，而飞机的装配方式也是一个逐步变化的过

2、程。随着CAD/CAM技术、计算机信息技术、自动化技术和网络技术的发展，数字化装配技术逐步取代传统手工装配操作，并逐步形成柔性化、自动化的装配生产线。现代飞机装配的典型特征之一是数字化装配生产线的应用。由于工艺、工装、装配质量等因素的影响，生产线上各装配单元之间存在着紧密的关联和联系，任何一个装配环节的进度和质量都会影响全局生产线的装配效率和精度。因此，为了实现飞机数字化装配生产线的生产能力均衡与动态调度，提高装配效率和装配质量，进行数字化装配生产线全局模型构建成为必要的基础工作。飞机数字化装配生产线布局是根据产品装配类型（部装，总装）、生产批次纲领、装配工艺规程等主要因素选

3、择柔性工装、测量与检测设备、存贮与停放设备、输送设备、物流管理并结合车间场地、空间的结构特点、装配工艺约束以及人员的分布合理布局。通过对柔性制造技术、自动化装配技术、数字化测量技术、精益制造及信息化等先进技术应用设备与规划进行集成。不同机型数字化装配生产线采用模块化结构的自动化装配系统。在生产线布局仿真吋主要通过各项关键技术进行布局仿真。建立数字化测量系统（包括激光跟踪仪、三坐标测量仪、激光传感器等）实时跟踪工装装配与产品装配吋位置仿真，为装备的精确加工、产品位姿调整和对接装配提供依据。针对几种型号飞机零部件特点，多自由度柔性定位方法，建立基于误差反馈的多自由度联动，实现在容

4、差约束下零部件定位误差实时调整仿真，保证多型号零部件装配准确度要求。建立自动钻铆机、钻铆过程刀具精准定位机械加工仿真，实现机构柔性化、钻铆定位精准化，提高装配后零部件装配精度和效率。建立装配单元多系统协同控制、集成管理物流仿真，满足各种需求的物流编码识别、监控和输送系统仿真，实现飞机数字化生产线集成控制可视化参考。二、三维装配仿真技术应用于飞机数字化装配的要点1、飞机装配顺序验证中三维装配仿真技术的应用利用三维装配仿真技术可以在虚拟的情况下，对飞机装配过程进行动态而连续的仿真，这奋利于对飞机零部件进行精确的检验，还奋利于对飞机装配顺序的确定和验证，以发现飞机数字化装配过程中顺

5、序存在的问题和错误，以利于提高飞机装配的效率与质量。2、人机工程装配中三维装配仿真技术的应用人机工程是飞机重要的系统，在飞机装配中人机工程是关键的环节，特别是飞机重要的操作离不开人的参与，因此，要高度重视飞机人机工程的装配操作。利用三维装配仿真技术可以在产品结构和工装结构环境中，将标准人体的三维模型放入虚拟装配环境中，按照工艺流程进行装配，对工人工作特性进行分析，具有可视性、可达性、可操作性、安全性及舒适性。3、数字化工厂中三维装配仿真技术的应用利用三维装配仿真技术可以在数字条件下建立厂房、地面、起设备等三维制造资源模型，将己经建立的各装配工艺模型和装配型架、工作平台、夹具等

6、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。通过仿真使车间布局更加符合工艺布局可以设计最短运输路线、生产力均衡、充分利用空间和场地、方便运输并且快速重组。4、可视化装配中三维装配仿真技术的应用利用三维装配仿真技术可以实现三维装配这-功能，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，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过程，实现可视化装配。三、飞机数字化装配生产线布局仿真布局仿真所用的设备模型制作与一般工程类的软件制作的模型有所不同，如自动钻铆机，柔性工装，电力控制室，移动小车等可直接

7、依据其外形进行对应的真实模型构建，前期快速建模与生产线布局效果如图1所示。图1后机身部分生产线工位飞机数字化装配生产线布局上所用的设备、工装等模型不仅是对外形的建模与模型处理，而且对辅助设备的停放空间及柔性工装等复杂装置内部结构的构造同等重要，在保证生产线布局与工艺仿真等功能完整的情况下实施渲染最终完整表达。1仿真技术软件对比应用于飞机装配生产线仿真领域三维软件较多，如软件PmE,CATIA,DALMIA及一些三维实体效果的动画软件3DMAX等，相比之下该类软件在可视化效果表达之中缺乏有相应的灵活性。飞