基于MBD的飞机装配工艺规划研究

发表时间:2020/4/29   来源:《科学与技术》2020年1期   作者:张影
[导读] 本文主要对MBD技术的内涵与特点及应用意义进行分析
         摘要:本文主要对MBD技术的内涵与特点及应用意义进行分析,同时深入研究基于MBD的飞机装配工艺规划。致力于通过数字化仿真工艺的分析与技术推广强化飞机装配对于MBD技术的运用,提升飞机装配工艺效果,为装配的安全性能发挥保障作用,切实推动飞机装配工作的高质量开展,推动国家的进一步发展。
         关键词:MBD;飞机装配;工艺仿真

引言:飞机装配的技术难度较高,对于工艺有一定的要求。传统的飞机装配工艺规划已经不能很好的满足时代发展对装配流程提出的新要求,装配工艺创新呈现出必要性。而基于MBD的装配工艺设计能够提升飞机装配流程的合理性,能够通过并行设计实现工艺流程的优化,对于飞机生产质量的提高具有深远意义。
1MBD技术
         MBD(模型定义)技术指的是通过集成的三维实体模型实现对产品定义信息的完整表达,在实际应用中促使三维模型替代传统的二维图纸,给工艺设计创造了便捷条件。MBD能够针对三维实体模型中的产品给出相应的尺寸、公差及工艺信息,可以说一种完整的、高效的信息表达方法。也正因为MBD技术所具备的信息管理能力,在飞机装配工艺规划中对于MBD的应用逐渐增多,给飞机装配过程中的一系列数据分析及管理带来了便利,有效提高了飞机装配工艺规划的合理性。而由于飞机装配具有很强的复杂性,且其安全性能的保障至关重要,因而基于MBD的飞机装配工艺规划应该按部就班,重视各工艺环节,以便于切实发挥MBD的积极作用,维护飞机装配工作的安全有序、高质高效开展。
2基于MBD的飞机装配工艺规划
2.1定制装配工艺结构模板   
         定制装配工艺结构模板是基础工作,能够为装配工艺设计提供指导作用。在飞机装配过程中,工艺结构相对复杂,不同的生产企业在技术标准以及相关数据管理方面存在很大差异,因此相关企业需要在落实飞机装配工作之前,根据实际情况制定装配工艺结构模板,合理确定工艺结构层次、显示方式以及数据传输类型。例如:相关工作人员可以针对以往飞机装配流程进行深入分析,探究影响飞机装配工艺质量的重要因素,然后定制装配工艺结构模板。在模板中将数据结构层次以及数据的显示方式和类型进行明确,促进PPR树状结点的构建。进而有序的将总装配件、子装配件及其它种类零件以数据类型的不同进行分类与细化,利用规范化的零件分类为实际装配工作的开展创造有利条件,避免装配过程中因零件不规整影响装配效率及工艺效果。与此同时,装配工艺结构模块的制定还应该包括工厂车间工位工艺规范以及工具管理等数据的分类,将复杂的装配工艺化简成为一步步的工艺规划,将飞机装配做精做细。装配工艺结构模板的制定要求工作人员具备产品结构的相关技术标准,同时应熟知各装配单位的区别化装配任务,以便于强化装配工艺结构模板的合理性与适用性,促进模板作用的发挥。


2.2明确装配工艺流程
    在定制装配工艺结构模板的基础上,工艺人员需要明确装配工艺流程,将具体的装配任务与各个工位相对应,有计划的实施各项工艺,避免零件处理及装配过程出现纰漏影响装配质量。与此同时,相关设计人员应该根据产品模型的特点对整机的设计分离面与工艺分离面进行合理划分,进而指定相关人员落实工装订货等辅助工作,维护装配工艺按照流程进行[1]。例如:工艺人员可以通过对产品模型种类的深入了解将具体设计及工艺流程进行划分,然后对各个工位要完成的装配任务进行细化并且制定对应的责任制度。致力于全面保证各个工位下的AO、站位、工序等装配单元的工作细化程度,给飞机设计提供一个明确的装配工艺流程,为保障工艺质量提供有力依据。
2.3并行输入装配工艺信息
         明确装配工艺流程后工艺人员需要将工艺结构树与工装相关联,使工艺结构树中的非叶结点成为子工艺装配模型,便于实现装配工艺规程的独立进行。与此同时,各个独立部分的工艺人员应该在统一的基于客户端模式的装配工艺设计平台中输入与自己相关的施工工艺信息。各个工位同步进行,切实实现装配工艺信息的并行输入。有助于推动装配过程的高效开展。例如:在工艺结构树与各个工位装配内容相关联的基础上,工艺人员可以根据以往的装配经验将与自己工位相对应的装配工艺设计信息传输到工艺设计平台中。在MBD技术的支持下,数据平台能够实现数据的高质量接收以及数据的实时更新,有助于推动装配工艺信息发挥实质作用,对于装配工艺的选择与规划具有积极意义。
2.4信息的数字量传递
信息的数字量传递指的是在MBD数据集到工艺设计平台,再到数字化工艺文档输出的传递过程[2]。对于飞机装配而言,装配信息的数字量传递有助于实现产品工艺信息的交接,这对于各个工种协调配合完成装配工作具有重要意义。特别是在目前信息化水平不断提高的情况下,信息的数字量传递质量逐渐提高,强化了信息数字量传递与分析,飞机装配工艺规划也因此得以完善。实际工作开展中用于数字量传递的主要途径有两种,一是开发程序将MBD数据集的相关信息提取到文档中,进而传递到工艺模板对应的属性页中。二是通过VPM软件传递数据,实现结构层次以及相关数据集的导入。
2.5装配工艺仿真
装配工艺仿真作为飞机装配工艺规划的重点内容,对于飞机装配质量有直接影响。主要是通过交互式的方式在虚拟装配环境中模拟飞机的装配过程,有助于工艺人员发现装配过程中存在的问题以及对各个环节的优化方案探讨。在数字化技术的支持下,工艺模型设计仿真能够得到有效验证,可以实现信息的查阅,还可以将模型中的信息快速地传出供生产培训使用。例如:工艺设计人员可以利用工艺仿真设备以虚拟的装配环境为依托,利用仿真技术验证AO下工序以及站位下AO的操作是否合规,保证飞机装配工艺规划的整体质量。
结论:总之,模型定义技术(MBD)的应用逐渐得到推广与认可,为飞机装配工作提供了便利。为了做好基于MBD的飞机装配工艺规划,设计人员应该强化测量装配技术,完善工艺设计流程,进而实现装配工艺结构模板定制、工艺信息输入与传递、工艺仿真等各个工艺环节工作的有序开展,实现高质高效装配。
参考文献:
[1]刘春,郭大鹏.基于MBD的飞机装配技术发展及应用[J].机械工程师,2018(03):74-76+79.
[2]刘春,许兵,张洪瑞.飞机数字化装配仿真技术综述[J].机械工程师,2017(10):56-58+74.
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