3D環(huán)境下飛機(jī)裝配工藝規(guī)劃與仿真一體化模型

陳曉芳

【摘 要】數(shù)字制造 （DPM） 為產(chǎn)品制造提供了一種驗(yàn)證應(yīng)用以及細(xì)節(jié)規(guī)劃應(yīng)用，即 3D 環(huán)境。為了在3D環(huán)境下達(dá)到統(tǒng)一集中飛機(jī)裝配工藝規(guī)劃與仿真，我們提出一類有關(guān)飛機(jī)安裝技術(shù)一體化的模型。本文我們針對(duì)此模型簡單講解了其對(duì)象層次分解，如3D環(huán)境下飛機(jī)裝配工作、裝配任務(wù)、裝配操作、裝配動(dòng)作、裝配配合等等。下面我們一起來簡單了解一下相關(guān)內(nèi)容。

【關(guān)鍵詞】3D 飛機(jī)裝配 規(guī)劃 仿真一體化模型

這些年，數(shù)字化裝配工藝在我國獲得了空前的發(fā)展，尤其是在飛機(jī)制造領(lǐng)域中，數(shù)字化裝配工藝的地位也在持續(xù)升高。其要求產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息現(xiàn)數(shù)字化傳遞實(shí)，產(chǎn)品的仿真計(jì)劃進(jìn)程實(shí)現(xiàn)可視化，能夠精確、快速的編制相應(yīng)工藝文件，同時(shí)具備生動(dòng)直觀性，從而有效減少飛機(jī)產(chǎn)品的研發(fā)成本、減短商品的研發(fā)周期、從而進(jìn)一步提供飛機(jī)產(chǎn)品的質(zhì)量。

1 DELMIA 軟件與3D的簡單講解

DELMIA的英文全稱為：Digital Enterprise Lean Manufacturing Interactive Application，其指的是法國某出品的一種三維設(shè)計(jì)軟件，具有很強(qiáng)的模擬仿真功能。ELMIA 應(yīng)用非常廣泛，涵蓋了汽車、航空、船舶以及航天等很多機(jī)械領(lǐng)域產(chǎn)品的數(shù)字化制作。其以“數(shù)字化制作技能”為中心，主要解決各產(chǎn)品在制作進(jìn)程的仿真問題，同時(shí)為其提供了有關(guān)模擬數(shù)字化制造的定義和過程中的各項(xiàng)功能。這個(gè)系統(tǒng)有非常多的子模塊，這些子模塊根據(jù)各自的功能能夠分為三大類，其分別是資源建模與仿真（Quest）、數(shù)字制造 （Digital Process ，DPM） 以及數(shù)字工藝（Digital Process Engineer，DPE）。

其中，數(shù)字制造 （DPM） 為產(chǎn)品制造提供一種驗(yàn)證應(yīng)用以及細(xì)節(jié)規(guī)劃應(yīng)用—— 3D 環(huán)境。即把數(shù)字工藝（DPE） 產(chǎn)生的有關(guān)產(chǎn)品的圖表結(jié)構(gòu)，與生產(chǎn)制造標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合，從而構(gòu)成3D虛擬制作環(huán)境，以實(shí)際中產(chǎn)品的3D模型來形成3D 工藝過程，從而針對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行有效的分析，研究其產(chǎn)品的可拆卸性、可制性、可維護(hù)性以及可達(dá)性等等，從實(shí)現(xiàn)到 3D 工藝數(shù)據(jù)和其產(chǎn)品數(shù)據(jù)真正的同步并行環(huán)境。

2 3D環(huán)境下飛機(jī)裝配工藝規(guī)劃與仿真一體化模型

2.1 3D環(huán)境下飛機(jī)裝配工藝規(guī)劃與仿真一體化的特點(diǎn)

特點(diǎn)1：三維3D環(huán)境下飛機(jī)產(chǎn)品由計(jì)劃到仿真的數(shù)據(jù)信息可以一次性輸入，即根據(jù)三維模型，經(jīng)過一次輸入主體信息（如飛機(jī)產(chǎn)品安裝次序、安裝單元?jiǎng)澐值龋?，?jīng)過計(jì)劃和仿真期間對(duì)動(dòng)作定義、檢驗(yàn)以及操作說明、等其他的輔佐信息的完善，從而構(gòu)成完整的工藝信息。

特點(diǎn)2：能夠?qū)崿F(xiàn)仿真對(duì)技術(shù)計(jì)劃的反向更新，經(jīng)過仿真驗(yàn)證進(jìn)行技術(shù)信息的科學(xué)更改，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)針對(duì)上游工藝計(jì)劃期間規(guī)劃的信息的反向更新。

2.2 3D環(huán)境下飛機(jī)裝配工藝對(duì)象層次分解

在3D環(huán)境下飛機(jī)裝配執(zhí)行過程中，所有的活動(dòng)都是幾何實(shí)體對(duì)象（AP1 O和ARO）經(jīng)過最基礎(chǔ)的零件特征間的相互合作來完成的，不過兩者在邏輯上卻存在著不對(duì)等的層次聯(lián)系。把其中裝配工藝對(duì)象AP2 O的結(jié)構(gòu)層次費(fèi)為幾部分，其中包含裝 配工作（AJ）、裝配任務(wù)（AT）、安裝操作（AO）、安裝動(dòng)作（AA）和裝配配合（AM）。下面我們針對(duì)其中重要的三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行簡單講解。

2.2.1 3D環(huán)境下飛機(jī)裝配操作

裝配操作指的是在一個(gè)裝配任務(wù)（AT）履行過程中，履行人員與安裝配備、零組件彼此之間相互需要進(jìn)行的操作活動(dòng)，能夠有效反應(yīng)AT的相應(yīng)執(zhí)行步驟，例如裝配工具的歸位、使用；零組件移動(dòng)定位等等。其操作的對(duì)象可以是多個(gè)也可以是一個(gè)。安裝操作（AO）計(jì)劃成果是以裝配任務(wù)（AT）為父節(jié)點(diǎn)的安裝操作樹，安裝操作（AO）之間有著清晰的先后時(shí)間順序，科學(xué)反映了裝配連接方式、位基準(zhǔn)、辦法等安裝履行的細(xì)節(jié)信息。

2.2.2 3D環(huán)境下飛機(jī)裝配動(dòng)作

裝配動(dòng)作值得是是在履行安裝操作（AO）進(jìn)程中的單個(gè)零件的運(yùn)動(dòng)進(jìn)程，如人體、資源零件以及商品零件等等，也可以說其是完成該安裝操作（AO）的一切單一零件運(yùn)動(dòng)進(jìn)程的總和，能夠處于虛擬環(huán)境中實(shí)現(xiàn)可視化模擬。

在安裝動(dòng)作（AA）計(jì)劃進(jìn)程中，我們需要剖析裝配干涉，從而實(shí)現(xiàn)途徑優(yōu)化等。安裝動(dòng)作（AA）計(jì)劃的結(jié)果是以安裝操作（AO）為父節(jié)點(diǎn)的安裝動(dòng)作樹，能夠科學(xué)表現(xiàn)出零件的運(yùn)動(dòng)路線及工具的運(yùn)用進(jìn)程等。

2.2.3 3D環(huán)境下飛機(jī)裝配配合

裝配配合指的是在履行安裝動(dòng)作（AA）的過程中，產(chǎn)品目標(biāo)零件和其他相關(guān)零件彼此之間特征對(duì)點(diǎn)（或者對(duì)面、對(duì)線等）的配合約束關(guān)系，其他相關(guān)零件包括資源零件以及產(chǎn)品零件等等。其關(guān)系也包含各種要求，例如平行、線線重合、相交、面面貼合和點(diǎn)點(diǎn)重合等等。執(zhí)行安裝動(dòng)作（AA）完成的標(biāo)志是裝配配合（AM）的實(shí)現(xiàn)。例如實(shí)現(xiàn)面間距五毫米、端面貼合等等。

3 結(jié)語

上文所講解的模型集合了飛機(jī)安裝技術(shù)計(jì)劃對(duì)飛機(jī)產(chǎn)品各個(gè)資源的幾何運(yùn)動(dòng)描繪以及組織管理等各方面的要求，其中包括飛機(jī)產(chǎn)品對(duì)象、工具以及工裝等有關(guān)資源。針對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行有效的分析，研究其產(chǎn)品的可拆卸性、可制性、可維護(hù)性以及可達(dá)性等等，從實(shí)現(xiàn)到 3D 工藝數(shù)據(jù)和其產(chǎn)品數(shù)據(jù)真正的同步并行環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1]賈曉亮，丁曉宇，耿俊浩，等.面向PLM基于3D產(chǎn)品模型的航空產(chǎn)品數(shù)字化工藝技術(shù)研究[J].航空精密制造技術(shù)，2011（03）：49-53.

[2]賈曉亮，張振明，田錫天，等.面向飛機(jī)制造企業(yè)基于3D-PLM的快速工藝準(zhǔn)備技術(shù)研究[J].航空制造技術(shù)，2009（01）：83-87+92.

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