引言

    基于MBD的數(shù)字化裝配技術是以產(chǎn)品信息模型為對象，通過幾何模型闡述工藝信息、權屬信息、管理信息等內(nèi)容，以三維實體模型來表述產(chǎn)品設計定義。結(jié)合當前新型研制的飛機制造行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，飛機裝配制造勞動量比列占據(jù)整體的40％～50％，裝配精確度對航空制造行業(yè)的發(fā)展具備實際效用，為基于MBD的產(chǎn)品設計技術提供輔助幫助。為保障國內(nèi)飛機裝配工藝設計技術的發(fā)展，落實柔性裝配、數(shù)字化裝配等先進技術顯得尤為重要，其中自動化柔性制孔技術的應用為裝配質(zhì)量提供了實際依據(jù)，有助于我國飛機裝配工藝技術的發(fā)展。

    1 基于MBD的飛機數(shù)字化裝配技術的應用分析

    1．1 數(shù)字化裝配MBD模型

    MBD技術以三維實體模型表達產(chǎn)品定義方式為基本表現(xiàn)形式，在產(chǎn)品尺寸大小、公差變化情況等信息應用較為廣泛�；�于MBD的飛機數(shù)字化裝配技術對相關制造行業(yè)的涉及形式比較偏向?qū)嵺`化，通過三維實體模型以保障生產(chǎn)制造過程的形式依據(jù)，將其作為制造方式輔助條件，可實現(xiàn)工藝設計、屬性調(diào)查、產(chǎn)品管理等數(shù)字化定義方法。從當前飛機裝配過程來看，MBD數(shù)據(jù)模型可利用圖形、文字等表達方式，對“物料項”的功能需求進行彰顯表象，主要是以裝配數(shù)據(jù)模型和零構(gòu)件數(shù)據(jù)模型作為分類標準的，再加上裝配零件列表和數(shù)據(jù)集性構(gòu)成，深入航空制造業(yè)的數(shù)字化技術發(fā)展領域�；�于MBD模型數(shù)字化集成應用構(gòu)造體系的實際發(fā)展，“圖紙?zhí)摶�、紙質(zhì)指令”等三維數(shù)字化集成制造發(fā)展El益快速，成為飛機裝配研制周期的重要判斷依據(jù)。

    1．2 數(shù)據(jù)集裝配MBD技術

    在飛機工藝設計過程中，裝配數(shù)據(jù)集對裝配程序具備輔助作用，通過組件、部件等安裝工作完成實際需要的產(chǎn)品工藝設計模型、程序信息集合等方面管理任務，也是當前“容差分配仿真”的關鍵保障�；�于MBD的飛機數(shù)字化裝配技術對相關構(gòu)成體系的應用，通過集成三維實體模型、工藝技術設計體系等方式，為裝配數(shù)據(jù)集及相關內(nèi)容提供安裝、檢驗依據(jù)，其中以“工藝信息、安裝列表、工裝資源”等方面顯示最為明顯。在波音公司大型飛機波音747制造過程中，通過數(shù)字化裝配MBD、陣列式裝配方式等基本依據(jù)，將飛機機身和壁板定點位置設置為數(shù)字化定義方式，由于受到飛機裝配構(gòu)件的數(shù)字樣機變化形式影響，MBD裝配模型對飛機坐標的“參考面、輔助面、空間定位”等幾何信息提供輔助作用，這也是“單模型數(shù)據(jù)集”和“多模型數(shù)據(jù)集”的關鍵分布條件。對于國外部分大型飛機制造，定義實體模型是以數(shù)字化預裝配模型為表現(xiàn)基礎的，以便于支持下游用戶的實行工作，保障裝配構(gòu)件的實際性作用。

    2 優(yōu)化基于MBD的飛機數(shù)字化裝配技術的幾點建議

    2．1 提升測量裝配技術

    結(jié)合MBD技術在航空制造行業(yè)的應用現(xiàn)狀，數(shù)字化裝配技術的廣泛應用離不開測量監(jiān)測的發(fā)展，在一定程度上提升數(shù)字化測量裝配技術具有實質(zhì)性作用。所謂MBD的數(shù)字化測量裝配技術，即是通過相關檢測設備和運行工具對飛機裝配構(gòu)件的面積形狀、尺寸大小予以監(jiān)測，如：電子經(jīng)緯儀、數(shù)字化照相測量設備，按照設計標準試行的特殊裝配技術。在飛機裝配過程中，利用數(shù)字化測量裝配技術和相關檢測系統(tǒng)，將實際測量數(shù)據(jù)與MBD模型理論數(shù)據(jù)統(tǒng)一對比(保障數(shù)據(jù)的精確度)，對不符合要求的進行自動化修改，控制空間裝配位置和坐標范圍的差異變化。在某飛機裝配現(xiàn)場中，通過AO裝配指令的標準規(guī)劃設計，將數(shù)字化測量裝配技術應用于其中，通過中間協(xié)調(diào)環(huán)節(jié)和安裝質(zhì)量等判斷依據(jù)，在原有基礎上縮減產(chǎn)品生產(chǎn)周期和數(shù)據(jù)采集時間，為工裝定檢、零件設計等方法提供了更加便捷的條件，將數(shù)字化產(chǎn)品定義提升至100％功效，BASE坐標系統(tǒng)檢測也發(fā)揮了獨特優(yōu)勢，是完成實測值的對比分析后的準確度檢驗。

    2．2 應用制孔提取方式

    據(jù)不完全數(shù)據(jù)統(tǒng)計，對于飛機裝配的實際運行過程，大型飛機構(gòu)造中約有150—200萬個連接件，機械鏈接為主要施行方式。目前，部分飛機產(chǎn)品模型設計采用CATIA模型文件，通過零件對象、模型文件等形式呈現(xiàn)，提升裝配制孔孔位信息提取方式的實際應用效益，可完成產(chǎn)品設計過程中的元素對象整合(幾何信息、文本信息)，對產(chǎn)品設計元素互聯(lián)技術也具備一定影響，可供相關產(chǎn)品編程工作重復利用。對于飛機部件裝配技術，制孔孔位信息提取方式通過內(nèi)部深度、面積大小、孔口平滑等情況，利用CATIA相關開發(fā)技術進行結(jié)點搜索，完成相對應的裝配制孔孔位信息，保障MBD技術和不同模型處理應用體系。在產(chǎn)品生產(chǎn)線上游配套中，對”儲存、分類、分揀、輸送”等業(yè)務流程進行整合處理，完成結(jié)點設計創(chuàng)建的集中對象管理，以避免零部件裝配連接孔位信息的分散性，為MBD裝配技術和節(jié)選模型提供實際成效。相關學者通過開發(fā)工具CAA通過制孔信息提取方式的實際應用，對用戶交互界面的裝配列表和安裝工序進行優(yōu)化簡化處理，對實際裝配模型完成手工刪除工序，為MBD數(shù)字化裝配技術提供了關鍵依據(jù)，深人到裝配技術的實際應用中。

    2．3 增強工藝設計體系

    基于MBD三維數(shù)字化裝配工藝設計過程中，對三維裝配指令的監(jiān)管方式較為嚴格，并始終連接于飛機設計過程的整體發(fā)展中。為此，在制定數(shù)字化裝配技術的設計方案中，重視工藝設計體系的不同構(gòu)造階段，對“裝配路徑設計、工藝優(yōu)化模擬程序、制孔設備定位”等相關方面做好裝配處理，安排裝配內(nèi)部零構(gòu)建設計規(guī)劃，以保障數(shù)字化裝配仿真自動化系統(tǒng)。在達索公司的DELMIA軟件平臺開發(fā)中，利用三維數(shù)字化裝配設計系統(tǒng)，通過DPM和DPE為其提供三維可視化操作環(huán)境，結(jié)合三維裝配工藝體系的頂層設計原理，為產(chǎn)品規(guī)劃設計、裝配工藝提供選擇路徑，將現(xiàn)場制造實際問題發(fā)生概率縮減至最小，MBD模型數(shù)據(jù)的可靠性應用于產(chǎn)品實際制造中，以保障工藝設計和規(guī)劃處理的可行性，這也是當前三維數(shù)字化裝配技術的基本表征。

    3 結(jié)語

    在信息技術發(fā)展日益快速的今天，二維文字表達的CAPP系統(tǒng)已經(jīng)無法全面滿足相關工藝設計要求，以三維數(shù)字化裝配工藝設計系統(tǒng)實現(xiàn)可視化，可有效提升裝配指令的操作效率。為此，適時發(fā)展基于MBD的飛機數(shù)字化裝配技術，可為我國航空制造業(yè)提供實際保障。

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本文標題：基于MBD的飛機數(shù)字化裝配技術探究

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