基于MBD的装配工艺辅助模型快速生成技术研究

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1、基于MBD的装配工艺辅助模型快速生成技术研究ResearchonAidModelQuickGenerationTechnologyofAssemblyProcessBasedonMBD沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点学科实验室韩志仁贾东海中航工业成都飞机工业(集团)有限责任公司高红秦月郭喜锋韩志仁教授．博士。主要研究方向为钣金成形CAE和数字化制造。在全三维信息模型中。标准件位置通过理论外形上的点表示，而在实际生产中有时要求能快速批量将理论外形上的位置信息转移到其他相关装配件上。并根据工艺要求进行规范性的结构树添加。针对目前装配工

2、艺模型快速生成技术存在的问题，提出了标准件位置信息批量转移算法，结合CAA／CATIA平台，完成装配工艺模型快速生成系统软件，实现了标准件位置由理论外形到结构件的快速批量转移和辅助模型的快速自动标注。规范了建模过程和辅助模型的结构树oDOI：10．16080巧．issnl671．833x．2015．20．060机产品制造过程中的唯一依据，使得飞机制造从以工程图纸为主要制造依据、三维模型为辅助制造依据的传随着数字化设计制造技术的发统方法中解脱出来旺】。展及其在飞机研制过程中的应用，国内航空业已经推广基于MBDMBD(Model—BasedDe

3、finition，基于的全三维信息的数字化设计，在军民模型的定义)技术应运而生。飞机机科研生产中已经全面推广数字化MBD综合信息的三维模型不仅包括制造技术p卅。飞机装配大纲主要包零件的实体模型，而且包括零件的尺括管理页、说明页、草图和零件配套寸、公差、连接定义、胶接定义、工艺单组成，包括装配名称编号、制造索信息等设计和制造信息Il】，是整个飞引、工程更改申请单号、发放次号、架60航空制造技术·2015年第20期次控制、版次控制、客户控制、系列号、简要工作说明、操作内容要求、所需工装设备、产品图样、工艺标准、质量规范、检验要求、工时定额、零件

4、名称和编号等40多项工艺信息、生产信息、质量信息、过程信息。传统的飞机装配大纲可以分为文字描述、草图(二维附图)两大部分，而数字化制造中飞机装配分为文字描述、辅助模型(三维附图)、三维仿真动画三大部分。其中辅助模型用于指导工人现场装配操作，提供标准件位置、连接件牌号、被连接件等工艺信息，辅助模型将作为飞机装配的大纲内容与文字描述一起进行管理。由于国内飞机MBD综合信息模型中包括很多隐性信息，辅助模型的设计繁琐且不易保证其规范性，有必要开发针对辅助模型的快速设计平台。MBD中连接表示方法飞机装配中定位和连接是两个重要的工作。而连接的描述是装配

5、工艺制定的主要依据之一。在飞机全三维综合信息模型中，标准件位置通过理论外形上的点和法矢表示，连接关系和连接件牌号等信息通过A数模中的连接定义描述，如图1所示。蒙皮和加强口盖通过螺栓和托板螺母连接，而托板螺母通过铆接连接到加强件上，一组连接需要4个标准件，即1个螺栓、1个托板螺母和2个铆钉，这4个标准件的位置信息用理论外形上的点和法矢表示，连接标准件牌号和连接关系等在A数模中描述，被连接件为加强件和加强口图1连接关系图2完全装配图盖，连接完成的形式如图2所示。该表达方式已经完整描述了连接需要的所有信息。辅助模型在实际飞机装配中，经常需要在加强

6、口盖、梁、肋、桁条等结构件上预先加工导孑L，在装配过程中这些导孑L作为钻铆接孔的基准导孔。在编制三维飞机装配大纲时，需要建立加强口盖、梁、肋、桁条、加强件等结构件的辅助模型，该辅助模型与装配大纲文字描述一起用于飞机装配。如图1所示的连接中加强件和托板螺母的铆接孔位置和螺栓连接的孔位置用理论外形上的点和法矢表示，而实际中工人需要直接对加强件进行制孔操作，因此需要将理论外形上的标准件位置信息转移到加强件上，并根据飞机装配大纲的要求设计辅助模型，如图3所示，辅助模型包括导孔位置信息、导孔特征尺寸、基准孑L位置信息、基准孔特征尺寸、结构树信息，其中

7、结构树信息应该符合企业规范。图3辅助模型辅助模型快速生成关键技术1标准件位置信息批量转移技术在建立加强件、梁、肋、桁条等结构件的辅助模型时，需要将标准件位置信息由蒙皮理论外形转移到加强件、梁、肋、桁条等结构件上，再添加必要的导孔特征尺寸、基准孑L位置信息、基准孔特征尺寸以及结构树信息等陋】。手工操作建立辅助模型非常繁琐和耗时，而且容易出现人为差错和不规范问题。通过软件平台可以实现辅助模型的快速规范设计，其中标准件位置信息批量转移和工艺信息批量添加是关键技术之一。由于辅助模型中标准件位置信息需要由蒙皮的理论外形转移，涉及两个以上零件，因此辅助

8、模型设计在“Product”环境下进行，环境中至少包括相关的蒙皮和加强件、梁、肋、桁条等结构件。在CATIA环境下打开这个装配体，进入理论外形的“PART”环境，然后在结构树或者