数字化装配工艺设计与仿真技术研究

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1、．jIl堂工E￡H丛Q。Q鱼Y。BQ邕工数字化装配工艺设计与仿真技术研究ResearchonDigitalAssemblyProcessPlanandSimulationTechnology中航工业西安航空发动机(集团)有限公司种磊刘志军吴晓锋胡思嘉陈贺利种磊毕业于西安建筑科技大学机械制造及其自动化专业．现就职于中航动力股份有限公司工艺技术中心。研究方向为数字化设计制造技术。近年来，随着信息技术及数字化技术的迅猛发展，信息化、数字化已逐渐成为高端装备制造业发展与创新的重要途径。在我国航空制造领域，三维数字化设计技术得到了广泛应用，

2、基于模型的定义(Model—BasedDefinition，MBD)的数字化设计与制造技术已经成为制造业的发展趋势【l‘3】。三维MBD模型逐渐取106航空制造技术·2015年第22期随着数字化技术在国内航空领域的推广应用，基于MBD的零件设计制造已成为趋势。传统的装配工艺设计模式尚未解决设计三维模型的应用问题。提出了一种数字化装配工艺设计方法。通过搭建数字化装配工艺设计仿真平台，定制开发工艺设计工具，基于EBOM进行ABOM构建、装配工艺规划，采用轻量化模型进行装配可可视化仿真，实现数字化装配工艺设计oDOI：10．16080／

3、j．issnl671．833x．2015．22．106代二位图纸成为产品制造过程中的唯一依据，这对传统的工艺设计方式提出了挑战。传统的装配工艺设计模式中，产品设计数据以二维形式发布，制造依据是二维数据；工艺设计仍采用二维方法，设计制造数据之间缺乏相关性；装配仿真需要根据二维图纸重构三维模型；工艺审签发布过程中仍采用二维形式发布，二维作业指令是现场制造的依据。设计数据在工艺设计环节的继承性差、重用性差、集成度低。装配工艺多凭经验设计，工艺人员在工艺设计阶段无法或很少考虑实际装配环节中的各种因素，使产品在装配时常常发生各种装配问题，严

4、重影响了装配工艺设计的质量、效率和水平。因此，为了满足航空发动机产品结构复杂、制造精度高、制造周期短、可靠性要求高等研制需求，提高产品核心研制能力，必须进行技术创新，探索出一种新模式来满足企业数字化装配工艺设计发展需求，提高企业竞争力。装配工艺作为装配工作的指导，对装配精度与装配效率的高低起着决定性作用。如何有效地利用装配模型，建立合理的装配工艺，是保证装配精度，提高装配效率的重要前提。装配工艺设计研究现状装配工艺设计方面，国内相关学者开展了很多卓有成效的研究工作，并取得了一定的成果。刘检华、夏平均开发的装配工艺规划系统，实现了装

5、配工艺的便捷规划和三维直观设计。杨雨图提出了面向飞机装配工艺设计和工艺管理的实现策略，促进了飞机数字化装配工艺设计技术的发展。西飞与西北工业大学进行项目合作，根据飞机数字化装配工艺发展的需求，应用先进的数字化制造技术、面向对象技术、工作流管理技术、数据库技术、条形码技术等对AO(装配大纲)系统进行研究和开发，实现了AO过程的规范化和自动化，使系统具备装配流程管理和装配指令编辑等功能。中航工业沈飞与北京航空航天大学合作研究了基于产品预装配功能，自动生成飞机装配工序的方法，并通过在对CATIAV5系统进行开发的基础上，实现了飞机装配工

6、序的可视化建模及仿真，并结合某飞机垂直尾翼的装配，验证了系统的可行性‘41。装配工艺设计与仿真平台为实现数字化装配工艺设计与仿真，需借助高端数据共享管理工具和制造仿真、分析、辅助设计软件，搭建装配工艺设计环境。以PDM(Te砌center)系统为核心，集成装配仿真软件VisualizationMockup和Visio构建装配工艺设计系统平台。平台基于PDM系统进行集成开发，由Teamcenter作为数据管理平台，并在其基础上实现数据库管理、可视化、更改、流程管理；TeamcenterEngineering实现数据和文档管理；Tea

7、mcenterManufacturing实现工艺设计，仿真资源管理。VisualizationMockup软件用于装配仿真。Visio作为工艺设计辅助工具。用于卡片生成。利用该平台可直接基于MBD设计数据进行装配BOM重构、结构化工艺编制，装配仿真验证和电子审签、归档等活动，并下发生产现场进行装配和检验，使得装配工艺设计与管理成为企业PDM平台的有机组成部分，实现了与PDM共享统一的产品、工艺数据，实现统一的更改、流程、权限、文档管理。以结构化、可视化的装配工艺形式进行装配工艺设计和虚拟仿真验证，系统将有效管理装配工艺数据、工艺文

8、件、工装设备辅料等生产资源数据，形成企业单一的数据源，保证数据的唯一性和准确性

9、5J。该装配工艺设计平台具有数据集成性高、实用性强、开放性好的特点。可实现Teamcenter平台与Mockup仿真软件之间信息数据交互与关联管理，建立产品、工艺、工装