飞机装配工艺仿真可视化技术研究

飞机装配工艺仿真可视化技术研究

杨志航

中航西安飞机工业集团股份有限公司    陕西西安    710089

摘要：飞机装配技术不同于普通机械产品，飞机装配技术由数千个零件组成，零件复杂，硬度低，协调部分多。为了保证产品质量，在装配过程中采用了不同的尺寸，复杂的结构和严格的精度要求。这相当于飞机总产量的50-60%，对飞机的整个开发周期至关重要。这包括创建基于网络和基于VRML的建模环境，对装配过程进行建模以支持装配过程，以及可视化装配过程文件，解释构建成像系统的想法，方法和过程。

关键词:飞机装配；装配仿真；可视化

飞机装配是指零部件或部件的组合，根据设计和技术要求，具有较大的工作量、较高的质量要求等特点，在飞机制造过程中起着重要作用，因此飞机装配的设计和仿真模拟也起着重要作用，随着先进的装配技术，行业竞争力大大提高，相关的经济效益难以衡量。

一、数字化装配仿真技术概述

数字装配仿真、人机和虚拟现实技术的结合，是现代制造技术的重要组成部分，可以帮助人们在计算机虚拟仿真中提高数据的成像效果，为装配设备提供可靠的基础。此外，虚拟装配产品主要包括日常生产技术、产品、工艺等，这是最先进的数字实体模型。通过对计算机软件生产过程的分析，提高了装配过程的合理性，并引入了整个装配过程。因此，矩阵仿真技术可以预测产品组合中的问题，提高工业生产组合的合理性。目前，DELMIA软件具有制造简单、应用机器人等特点，是航空领域最先进的虚拟仿真软件，有效利用虚拟装配仿真功能，科学处理DELMIA软件的装配问题，可用于飞机零件、自动碰撞检测、自动检测风险、多条规避规划。

二、系统架构

1.仿真系统。飞机装配过程的仿真系统考虑了相关的生产因素，包括装配对象;场地、工艺装备，包括装配工具，器件和设备。达索系统用于航空公司的产品开发，简化了基于DassaultSystemes的CAD模型之间的信息共享，仿真系统由以下模块组成。以方向舵装配的装配模型为例，指定的系统程序从产品数据库中读取驱动程序的方向舵装配模型和图表。方向舵装配包含装配区域和零件模型之间的各种装配约束(Constraints关系)。系统根据装配图表的方向舵分析装配顺序，并根据装配过程的性能确定上部仿真顺序。从最低层次，从单个零件之间装配，交互式装配和仿真过程，以装配仿真模型。系统从组件中生成生成装配场景，读取相应的工艺文件，分析工艺文件以获得有关工艺工具和设备的相关信息，并传输相应工艺工具和设备的数学模型。然后，操作员调整动态配置以获得最佳布局方案，并在数据库中配置场景模型以共享产品信息，生成装配路径，操作员根据技术过程确定装配线路，并在装配过程中使用人机交互更改装配线路。然后处理并应用模型的运动约束，包括模型的自由度、运动速度和时间。然后，系统检查路径进行碰撞，以确定可行性装配路径。仿真定位与夹紧，以保证装配质量。因此，飞机装配过程的仿真必须包括定位与夹紧。定位与夹紧过程仿真主要包括零件定位过程建模、夹具顺序、夹紧方式等，仿真过程也是人机交互的结果。在装配工具和设备时，分析装配工具和设备的可用性，系统自动分析装配控制面板，以获得每次装配工作所需的工具和设备，将相应的技术数字模型传递到装配表面，并由与设备运动路线的操作员计算相应的工具，约束处理工具的运动。系统分析仪仿真运动控制以确定每个部件，每个工具和零件的运动驱动，系统为每个控制单元和驱动处理运动;为驱动部件的运动创建适当的定向控制并动态模拟装配过程;在数据库中创建运动路线运动约束以及装配路径，装配路径和装配场景模型等信息，以交换产品信息并生成零件和模型路径的装配动画仿真结果。VRML是产品建模，概念开发，数据和制造流程的最佳Web数据格式，并受许多CAD软件的支持。因此，请选择VRML格式作为用于存储子模型的文件格式。该模块将产品和组件数据模型转换为存储在数据库中的VRML文件，以共享产品信息。

2.可视化。装配过程仿真结果并在车间模拟为生产过程结果的作业也将导出为文本(超链接)。通过可视化仿真结果，可以在原始仿真平台之外查看仿真结果，并添加理解和接受仿真结果所需的文本知识。这意味着系统使用在局域网上运行的浏览器服务器框架，而客户端使用VRML浏览器中的Internet Explorer，可视化包括以下模块。装配仿真结果取装配过程的模块和文档，读取装配过程，工艺文件，产品装配VRML格式和企业产品信息数据库;该模块在服务器上运行，并在必要时将相应的文件发送到客户端。在客户端上运行的动画模块是嵌入在THML页面中的JAVAapplet小程序，用于在JAVA为VRML场景制作动画。基于VRML仿真软件的装配过程动画控制系统。它包括当前组件的输入零件，进出架、定位与夹紧使用等。它还可以处理相关的工艺文件，操作说明书，容差等。工艺文件装配浏览，可视化系统以文本形式(超链接)显示装配过程和相应工作环境的模拟结果。主要是工作内容，产品清单，设备清单和任务清单(包括规格，方法和到达状态)。装配人员可以使用鼠标在浏览器窗口中选择特定部分，查看装配动画、其他装配零部件的约束以及设计过程。这样，装配人员可以快速了解自己的工作情况，检查相关信息，在提高装配效率和保证装配质量方面发挥重要作用。

装配仿真可以实现和改进产品的可装配，所提出的组装仿真系统可以有效地整合装配信息，使组装过程设备实现装配环境的有机集成，各级装配和仿真系统考虑到目前在航空企业设计中的应用，相对提高了实用性，满足了当前装配可视化的要求。它对缩短产品设计周期，提高产品装配质量，提高效率具有重要意义，对其他机械产品也有借鉴价值。

参考文献:

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