VR技術(shù)下飛機零部件工藝技術(shù)應(yīng)用研究

全力 楊梓英 劉斌

摘 要 針對飛機零部件裝配產(chǎn)品批量小、型號多、誤差精度要求較高等問題，提出了VR技術(shù)下飛機零部件工藝技術(shù)應(yīng)用研究。在飛機零部件產(chǎn)品制造前期，相關(guān)人員在VR技術(shù)下選用夾具模式，以便在第一時間內(nèi)及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計過程中存在的問題，最終形成最佳零部件裝配設(shè)計方案，提高零部件產(chǎn)品質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 VR技術(shù);飛機零部件;工藝技術(shù)

隨著飛機零部件裝配在整個制造設(shè)計過程中占比增大，是一項綜合性的集成技術(shù)，與零部件產(chǎn)品的使用周期、生產(chǎn)質(zhì)量存在直接聯(lián)系。采用VR技術(shù)下飛機零部件工藝技術(shù)能夠在一定程度上有效降低問題發(fā)生頻率，提高飛機零部件裝配產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品的制造成本，為今后飛機零部件的發(fā)展提供借鑒[1]。

1VR技術(shù)下飛機零部件工藝技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

20世紀90年代初期階段，國外對VR零部件技術(shù)進行研究，提出了采用VR技術(shù)模擬零部件裝配設(shè)計，為零部件裝配產(chǎn)品的生產(chǎn)提供更加真實、生動的生產(chǎn)環(huán)境[2]。隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，國家相關(guān)部門逐步加大對飛機零部件裝配產(chǎn)品的生產(chǎn)和研發(fā)，在一定程度上取得了豐碩成果，但我國與發(fā)達國家相對比而言仍然存在一定的差距。

2VR技術(shù)下飛機零部件工藝技術(shù)應(yīng)用研究

2.1 飛機零部件裝配序列及路徑分析

對于飛機零部件裝配序列而言，該序列在實際應(yīng)用過程中具有一定的順序性，裝配順序?qū)⒅苯記Q定飛機零部件設(shè)計模式。以飛機零部件設(shè)計為實例，零部件產(chǎn)品裝配中包括產(chǎn)品的設(shè)計數(shù)據(jù)信息、制造裝配模式量值等，在對飛機零部件裝配進行設(shè)計時需要在VR虛擬環(huán)境下，配合相關(guān)專業(yè)人員的技術(shù)，按照預(yù)先設(shè)定的順序進行仿真。

在仿真實施過程中，若發(fā)現(xiàn)飛機零部件裝配順序存在亂序的情況，此時需要通過人工的方式對其順序進行合理調(diào)整，從而在一定程度上獲取最佳的仿真模型。對于零部件裝配復(fù)雜、內(nèi)部組成煩瑣、裝配精度要求較高的飛機部件設(shè)計而言，根據(jù)相關(guān)專業(yè)人員的工作經(jīng)驗及相關(guān)數(shù)據(jù)，無法獲取最佳零部件裝配順序。在此過程中，需要通過VA技術(shù)對需要裝配的零部件進行序列和路徑分析，從而合理安排零部件裝配順序。

2.2 飛機零部件裝配工藝技術(shù)應(yīng)用研究

在飛機零部件裝配工藝技術(shù)應(yīng)用過程中，通過數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)和設(shè)備交互轉(zhuǎn)置，實現(xiàn)相關(guān)工作人員的實時觀測和模擬。在VR技術(shù)下飛機零部件裝配能夠在三維空間內(nèi)快速捕捉到實體的移動，從而有效地提高實物間的有效互動，具體操作模式：

（1）將飛機零部件裝配的相關(guān)數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入控制系統(tǒng)，對獲取的數(shù)據(jù)信息進行集中控制和管理，從而實現(xiàn)對更對數(shù)據(jù)信息的支持，在此過程中需要將導(dǎo)入的數(shù)據(jù)信息按照相應(yīng)的類型進行詳細分劃分，確定不同層次間的聯(lián)系。

（2）對零部件裝配中不同零件進行屬性定義時，需要從屬性的基本組成入手，主要包括碰撞模式、操作處理模式及交互補償模式屬性。當啟動碰撞模式屬性之后，配件內(nèi)部的探測節(jié)點也在同時被開啟，此時父節(jié)點間自身包括的全部屬性傳至子節(jié)點，然后進一步掃描控制系統(tǒng)激活系統(tǒng)的仿真功能，使其內(nèi)部包括的全部節(jié)點間發(fā)生碰撞。

（3）對于操作處理模式屬性而言，其主要檢測碰撞模式屬性間能否在設(shè)定的條件下實現(xiàn)相互關(guān)聯(lián)。由于操作處理模式屬性并不會對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的部件進行修訂，因此無需對系統(tǒng)內(nèi)部的零部件進行掃描。僅需要在確定好順序后對其內(nèi)部包括的框架、梁等進行檢查和安裝。對于交互補償模式屬性而言，其主要是通過彌補不同曲面間的精度誤差，且對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的不同功能進行修訂，從而使不同零部件間保持安全距離。

（4）飛機零部件裝配在VR技術(shù)下能夠根據(jù)實際情況進行仿真，當對零配件內(nèi)部包括的每個零件進行屬性定義后，需要根據(jù)不同屬性的特點進行檢測，相關(guān)工作人員需要通過自身豐富的經(jīng)驗知識來對零配件進行初次仿真。若此時設(shè)定的工藝流程順序能夠順利實施，那么可以確定工藝技術(shù)的設(shè)計方案。若此時發(fā)生零部件工藝干涉或產(chǎn)品存在瑕疵的情況，需要進一步確定該設(shè)計模式是否存在操作不當之處，發(fā)生設(shè)計不合理之處后需要改變之前的設(shè)計順序，再次循環(huán)之前的操作流程。

（5）零部件裝配路徑生成后，需要將其最佳路徑進行導(dǎo)出，可以通過VDP工具欄圖標進行標記，根據(jù)記錄的移動軌跡來獲取路徑，實現(xiàn)最終設(shè)計。

3結(jié)束語

針對飛機零部件裝配工藝設(shè)計和規(guī)劃存在的問題，本文提出了VR技術(shù)下飛機零部件工藝技術(shù)的應(yīng)用研究。重點研究了VR技術(shù)下相比于傳統(tǒng)工藝技術(shù)在裝配仿真過程中的優(yōu)勢，且在飛機零部件裝配中進行了實際的生產(chǎn)和應(yīng)用。隨著社會科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，VR技術(shù)也在實際中得到更加廣泛的應(yīng)用，VR技術(shù)在今后的使用過程中將真正的發(fā)揮指導(dǎo)生產(chǎn)、解決問題的關(guān)鍵性作用。

參考文獻

[1] 張敏，田錫天，耿俊浩. 基于預(yù)裝配精度分析的飛機關(guān)鍵裝配工序質(zhì)量控制技術(shù)[J]. 航空制造技術(shù)，2019，62（5）：51-56.

[2] 勾江洋，陳雪梅，葉南.飛機零部件連接孔在機視覺檢測系統(tǒng)開發(fā)[J]. 航空制造技術(shù)，2018，61（5）：37-43.

作者簡介

全力（1982-），男，陜西漢中人;學(xué)歷：大學(xué)本科，工程師，現(xiàn)就職單位：中航飛機股份有限公司漢中飛機分公司，研究方向：飛機制造工藝。