基于MBD的飞机数字化装配技术探究

danni1978 · 发表于 2017-10-10 10:35:31

MBD作为飞机设计制造数字化技术发展的全新阶段，对航空制造行业具有重要作用。基于此，结合MBD的飞机数字化装配技术的应用分析，对于技术的发展提出几点优化建议。

引言

基于MBD的数字化装配技术是以产品信息模型为对象，通过几何模型阐述工艺信息、权属信息、管理信息等内容，以三维实体模型来表述产品设计定义。结合当前新型研制的飞机制造行业发展现状，飞机装配制造劳动量比列占据整体的40％～50％，装配精确度对航空制造行业的发展具备实际效用，为基于MBD的产品设计技术提供辅助帮助。为保障国内飞机装配工艺设计技术的发展，落实柔性装配、数字化装配等先进技术显得尤为重要，其中自动化柔性制孔技术的应用为装配质量提供了实际依据，有助于我国飞机装配工艺技术的发展。

1基于MBD的飞机数字化装配技术的应用分析

1．1数字化装配MBD模型

MBD技术以三维实体模型表达产品定义方式为基本表现形式，在产品尺寸大小、公差变化情况等信息应用较为广泛。基于MBD的飞机数字化装配技术对相关制造行业的涉及形式比较偏向实践化，通过三维实体模型以保障生产制造过程的形式依据，将其作为制造方式辅助条件，可实现工艺设计、属性调查、产品管理等数字化定义方法。从当前飞机装配过程来看，MBD数据模型可利用图形、文字等表达方式，对“物料项”的功能需求进行彰显表象，主要是以装配数据模型和零构件数据模型作为分类标准的，再加上装配零件列表和数据集性构成，深入航空制造业的数字化技术发展领域。基于MBD模型数字化集成应用构造体系的实际发展，“图纸虚化、纸质指令”等三维数字化集成制造发展El益快速，成为飞机装配研制周期的重要判断依据。

1．2数据集装配MBD技术

在飞机工艺设计过程中，装配数据集对装配程序具备辅助作用，通过组件、部件等安装工作完成实际需要的产品工艺设计模型、程序信息集合等方面管理任务，也是当前“容差分配仿真”的关键保障。基于MBD的飞机数字化装配技术对相关构成体系的应用，通过集成三维实体模型、工艺技术设计体系等方式，为装配数据集及相关内容提供安装、检验依据，其中以“工艺信息、安装列表、工装资源”等方面显示最为明显。在波音公司大型飞机波音747制造过程中，通过数字化装配MBD、阵列式装配方式等基本依据，将飞机机身和壁板定点位置设置为数字化定义方式，由于受到飞机装配构件的数字样机变化形式影响，MBD装配模型对飞机坐标的“参考面、辅助面、空间定位”等几何信息提供辅助作用，这也是“单模型数据集”和“多模型数据集”的关键分布条件。对于国外部分大型飞机制造，定义实体模型是以数字化预装配模型为表现基础的，以便于支持下游用户的实行工作，保障装配构件的实际性作用。

2优化基于MBD的飞机数字化装配技术的几点建议

2．1提升测量装配技术

结合MBD技术在航空制造行业的应用现状，数字化装配技术的广泛应用离不开测量监测的发展，在一定程度上提升数字化测量装配技术具有实质性作用。所谓MBD的数字化测量装配技术，即是通过相关检测设备和运行工具对飞机装配构件的面积形状、尺寸大小予以监测，如：电子经纬仪、数字化照相测量设备，按照设计标准试行的特殊装配技术。在飞机装配过程中，利用数字化测量装配技术和相关检测系统，将实际测量数据与MBD模型理论数据统一对比(保障数据的精确度)，对不符合要求的进行自动化修改，控制空间装配位置和坐标范围的差异变化。在某飞机装配现场中，通过AO装配指令的标准规划设计，将数字化测量装配技术应用于其中，通过中间协调环节和安装质量等判断依据，在原有基础上缩减产品生产周期和数据采集时间，为工装定检、零件设计等方法提供了更加便捷的条件，将数字化产品定义提升至100％功效，BASE坐标系统检测也发挥了独特优势，是完成实测值的对比分析后的准确度检验。

2．2应用制孔提取方式

据不完全数据统计，对于飞机装配的实际运行过程，大型飞机构造中约有150—200万个连接件，机械链接为主要施行方式。目前，部分飞机产品模型设计采用CATIA模型文件，通过零件对象、模型文件等形式呈现，提升装配制孔孔位信息提取方式的实际应用效益，可完成产品设计过程中的元素对象整合(几何信息、文本信息)，对产品设计元素互联技术也具备一定影响，可供相关产品编程工作重复利用。对于飞机部件装配技术，制孔孔位信息提取方式通过内部深度、面积大小、孔口平滑等情况，利用CATIA相关开发技术进行结点搜索，完成相对应的装配制孔孔位信息，保障MBD技术和不同模型处理应用体系。在产品生产线上游配套中，对”储存、分类、分拣、输送”等业务流程进行整合处理，完成结点设计创建的集中对象管理，以避免零部件装配连接孔位信息的分散性，为MBD装配技术和节选模型提供实际成效。相关学者通过开发工具CAA通过制孔信息提取方式的实际应用，对用户交互界面的装配列表和安装工序进行优化简化处理，对实际装配模型完成手工删除工序，为MBD数字化装配技术提供了关键依据，深人到装配技术的实际应用中。

2．3增强工艺设计体系

基于MBD三维数字化装配工艺设计过程中，对三维装配指令的监管方式较为严格，并始终连接于飞机设计过程的整体发展中。为此，在制定数字化装配技术的设计方案中，重视工艺设计体系的不同构造阶段，对“装配路径设计、工艺优化模拟程序、制孔设备定位”等相关方面做好装配处理，安排装配内部零构建设计规划，以保障数字化装配仿真自动化系统。在达索公司的DELMIA软件平台开发中，利用三维数字化装配设计系统，通过DPM和DPE为其提供三维可视化操作环境，结合三维装配工艺体系的顶层设计原理，为产品规划设计、装配工艺提供选择路径，将现场制造实际问题发生概率缩减至最小，MBD模型数据的可靠性应用于产品实际制造中，以保障工艺设计和规划处理的可行性，这也是当前三维数字化装配技术的基本表征。