数字化环境下飞机总装装配指导模型研究

张聪  ,同博

摘要：随着技术的发展，一些以往的飞机装配工程不再能满足当前的生产需求。数字技术在飞机装配的应用大大提高了飞机装配的技术水平。本文阐述了基于３ＤＥ平台的飞机结构控制模型的设计过程。设计用于装配的模型时，可以测试和使用某些类型的飞机，从而获得良好的结果。

关键词：飞机装配；装配指导模型；数字化装配

装配飞机是尺寸协调，飞机的某些零件或部件根据设计原则、设计要求和技术要求构成了先进的装配或装配过程。飞机装配主要是人工。随着科学的发展，数字技术在飞机装配上的应用大大提高了飞机装配效率和准确性，我国将在航天事业的未来发挥推动作用。

一、我国飞机装配技术现状分析

科学技术在中国飞机装配方面取得了较大进步，如激光数字识别技术、CCD原理、激光跟踪器等的非接触测量，使飞机装配更加简便、准确。看到成绩时，也应该看到中国飞机装配的差距。主要问题是:数字技术的应用不完整。在局部飞机装配中只使用数字技术，而不完全使用；缺乏对飞机装配的投资导致许多需要研究的领域陷入僵局；大型结构飞机的装配精度没有保证。飞机架组件尺寸大，对飞机装配构成了新的挑战。装配过程中缺乏控制检测盒所需的控制，使得一些先进飞机难以准确转配精度。飞机表面连接件的装配质量不可靠，手动钻孔和正常孔直径方向，划窝深度在当前条件下难以保证，可能会导致头部凹凸量超差；使用复合材料会导致低效率、低质量。制造复合材料直径的主要问题是，在当前条件下，仅使用手动孔的直径来分类和打开复合材料椭圆，这影响产品质量。飞机的装配过程主要是在基于工装刚性定位模式下进行的，导致飞机制造成本较高。串行模式主要用于飞机制造，导致飞机协调不佳，过高返工率。

二、数字化环境下的装配指导模型

在生产信息环境中，生产车间主要是数字生产的基础，因为生产信息系统(如CAD/CAP/ERP/PDM/MES)是为了实现无纸化生产准备、传输和使用而开发和使用的。数字环境中的部件模型是一组三维数字模型和计算机生产文件。基于计算机的产品模型制作和数字化，将部件信息添加到数字三维模型中，并通过将模型与文本相结合来控制飞机的人工装配。数字环境中的如图1所示装配指导模型如。

图1数字化环境下的装配指导模型

此模板为流程模型和设计模型使用单个数据源。所有设计和制造要求都可以在流程模型中可视化。当模型更改时，对源数字模型所做的更改也会相应更新。2)过程模型是飞机整个装配过程其中装配过程位于流程节点上，数字安装环境与飞机的实际安装环境相匹配，才符合安装方法模型中所有校准组件的安装要求。在校准区域中创建数字形状并将其冻结。无法执行下列动作:流程模型中的安装环境与实际计算机上的安装环境相对应，允许您准确模拟安装过程。新一代飞机设计复杂，零件/零件和标准零件数量众多，装配关系难以表达。三维数字模型有效地表示零件/零件和标准零件之间的部件关系，并在装配过程中执行预防措施，同时，可以确保装配精度并提高装配效率。

三、一种数字化环境下飞机总装装配指导模型设计方法

３ＤＥ软件平台是达索为制造工艺开发的“数字制造平台”。在３ＤＥ环境中，流程开发人员使用“ＭＩＤ”模块(manufacturemdefinition)创建用于生产产品的BOM表。使用工艺计划模块(PP)实施工艺规划，设计，仿真和成零标件。使用装配评估模块(AE)及早识别设计、工艺计划和产品开发问题。本模块用于设计和建模产品组件。在流程设计、建模和优化之后，技术文档将转换为可供员工使用的部件模板。基于３ＤＥ平台的数字环境中飞机设计的总体设计理念主要体现在数字过程模型和数字设计模型的独特数据源上。组件和装置设计直接基于原始设计模型。您可以检视随设计样板提供的资讯，直接提取和使用成品物料清单、规范、物料清单和装配件需求。技术人员使用软件来建立相应的工装模型、检测清单等。员工应注意装配流程的关键阶段，并检查与流程模型直接相关的内容。

装机后，应进行测量和记录，并直接输入数字模块。度量完成后，员工将度量添加到流程的数字模块中。在这种数字环境下，飞机的最终装配在３ＤＥ平台上进行模型设计。该过程的核心是数字过程模块的概念和编制。处理器首先按照计划的流程下载安装工作流主机之前安装的已完成流程模型，然后将该流程模型用作安装过程的安装环境。在上述安装环境(数字技术模式)中，应根据手册中的个人经验确定设计和安装顺序，并临时设计安装和安装路径。安装路径设计完成后，对安装路径建模，验证安装路径设计的正确性和准确性。如果安装路径不正确，请更改安装路径以确保其正常工作。如果装配顺序不合理，则需要重新考虑装配顺序并调整装配路径，直到造型成功完成。如果在装配过程中需要刀具，则必须将刀具的数字模块加载到数字工艺模块中，规划和设计刀具路径，并验证建模过程中刀具的正确性和逻辑。根据部件的完整路径设计，结合装配顺序和装配时间节点，在数字技术模块中设计和准备部件。根据设计文件和数字设计要求，测量数据集、测量数据和测试内容必须以数字方式设计和显示。完成上述设计后，以数字模式运行创建过程，以模拟和记录已安装零件的动画。最后，在数字部件环境中创建部件模型。在上述数字环境中，在设计特定类型飞机的部件模型时进行了实验。

由于飞机设计的复杂性、零件/组件数量大、组件质量高以及组件模型的数字表示方式，因此是一组数字3D模型和计算机辅助制造文档，用于将组件信息附加到数字3D模型中。指导工人装配飞机的生产机械和产品模型的数字化表示。数字环境中的部件模型具有独特的数据源、真实的安装环境和清晰的装配关系。

参考文献：

［1］姜婷．基于某产品的三维装配工艺指导软件的开发与研究［Ｊ］．航空制造技术，２０１9（１６）：７５－７８．