复合材料翼盒装配工艺微规划研究

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1、复合材料翼盒装配工艺StudyonMicro—PlanningfortheAssemblyProcessoftheCompositeWingBox南京航空航天大学机电学院张朋真金霞张桂书刘怡冰南京工程学院机械学院蒋麒麟张朋真硕士研究生．主要研究方向为数字化飞机装配技术、数字化设计与制造。装配工艺规划是现代飞机生产的基础性工作，甚至是连接飞机设计与制造的中间环节。目前，飞机及其装配工艺设计仍停留在二维基础上，+南京航空航天大学青年科技创新基金项目(NS2012103)；上海飞机制造有限公司关键技术攻关项目(SAMCl4一JS一15—002)；国家商用飞机制造工

2、程技术研究中心创新基金项目(SAMCl3一JS一15-021)资助。102航空制造技术·2015年第18期对于大型复杂产品，比如飞机、船舶等，其装配工艺规划主要分为两步：首先从工艺总方案的角度出发。进行部件级的装配工艺组件划分及其相互之间的装配顺序设计等，称为装配工艺宏规划；然后从详尽的装配作业的角度出发，进行工艺组件内的装配顺序设计和装配路径设计等。并对其进行仿真验证，称为装配工艺微规划。本研究结合项目需求，针对复合材料翼盒装配工艺方案，进行了装配工艺微规划研究oDOI：10．16080a．issnl671-833x．2015．18．102所以工艺工程师只

3、能利用空间想象来进行设计，这就要求拥有丰富的实践经验。即便如此，疏漏也难以避免，甚至时常出现工艺规划不合情理、零部件及其工装的返工等情况。这样，既浪费了企业资源，又延长了生产周期。随着计算机技术的飞速发展，数字化技术正在广泛地推广应用。其中，计算机辅助装配工艺规划(ComputerAidedAssemblyProcessPlanning，CAPP)、计算机辅助装配工艺仿真(ComputerAidedAssemblyProcessSimulation，CAPS)等技术在飞机研制中逐步地深入应用，实现工艺设计与设计资源共享和并行协同工作⋯。另外，将工装、设备、工

4、具、人员等资源要素引入数字化装配工艺规划环境来开展装配工艺的精细化，以此来增强其可操作、可量化、标准化。这样很大程度上缩短了飞机研制周期，提高了设计的可靠性，保证了装配质量，减少了生产成本。对于大型复杂产品，比如飞机、船舶等，其装配工艺规划主要分为两步：首先从工艺总方案的角度出发，进行部件级的装配工艺组件划分及其相互之间的装配顺序设计等，称为装配工艺宏规划121；然后从详尽的装配作业的角度出发，进行工艺组件内的装配顺序设计和装配路径设计等，并对其进行仿真验证，称为装配工艺微规划障I。本文结合项目需求，针对复合材料翼盒装配工艺方案，进行了装配工艺微规划研究。装

5、配工艺微规划的层次结构1装配工艺的层次分解从微观角度来看，装配执行过程的实质是凭借各个零件(包括产品零件和资源零件)之间的相对运动完成零件之间的特征配合及连接。但是，依赖特征配合和连接的各类零件很多处在不对等的逻辑层次上。因此，为了建立产品对象和装配资源对象间的装配工艺关系，需要将装配工艺微规划的结构层次定义为：装配工作(AssemblyJob，AJ)、装配任务(AssemblyTask，AT)、装配操作(AssemblyOperation，AO)、装配动作(AssemblyAction，AA)和装配配合(AssemblyMatch，AM)【3】，见图1。其

6、中，AJ、AT和AO通过语义方式来组织管理工艺信息，注重对整个工艺过程的描述；而AA和AM具体定义了零件的运动类型(平动、转动等)、运动路径、运动方向等几何信息，注重各类零件几何运动的描述。参照文献【4】4中提出的装配工艺微规划各结构层次的定义，本文进行了如下梳理。定义l：装配工作。在部装阶段，一个装配站位所需要完成一个“工艺组件／段件／部件”的全部装配活动。装配工作的划分与部装车间里装配站位的划分是相同的，其对应的装配结果是一个工艺组件、段件或者部件。定义2：装配任务。一个装配工作所包含的每个工艺零件所需的全部装配活动。装配任务的划分对应工作站位内工艺零件

7、的划分，其对应的装配结果是一个工艺零件的装拆。需要特别注意的是一个工艺组、段件完成装配安装工作之后成为一个整体，可以视为一个工艺零件参与上一级的装配。定义3：装配操作。一个装配任务所包含的工艺零件或者装配工艺装备的装配单元的单个装配活动。其对应的装配结果是一个工艺零件或工装的一个装配单元的装拆。定义4：装配动作。一个装配操作所包含的单个零件(产品零件、资源零件、人体)的运动过程，其对应的装配结果是一个工艺零件或者工装装配单元中一个零件的装拆。定义5：装配配合。一个装配动作所包含的目标零件和其他零件(产品零件、资源零件)之间相对应的特征对(点、线、面等)的约束

8、关系。装配配合通过确定的几何定义约束关系来实现，其只