数字化装配生产线标准技术研究

研究与探讨Research&Discussion194军民两用技术与产品2017·4（下）1引言近年来，随着信息化、数字化在各个领域的飞速发展，航空制造企业大力发展数字化装配技术，大大提高装配质量及其工作效率。为了适应时代的发展，建立数字化装配标准体系，提高数字化装配标准化程度势在必行。2数字化工艺设计系统的建立（1）建立数字化工艺设计系统的目标。数字化工艺设计系统是建立数字化装配体系和集成的数字化制造环境和工作方式，打通标准化的数字化装配生产线。数字化装配工艺设计系统是飞机数字化装配生产线项目的重要组成部分，以DELMIA软件为基础，结合目前的信息化环境和工艺设计流程，开发建立设计系统，实现全面的数字化装配工艺设计和制造，有效的提高装配质量和提高装配效率。（2）数字化工艺设计系统要实现的功能。数字化工艺设计系统可进行装配布局设计优化、装配流程规划设计、装配过程仿真、数字化装配指令编制、自动化加工设备离线编程等装配工艺设计工作，昀终将设计结果输出到数字化管理平台，并实现与现场管控及物流系统进行有效集成对数字化装配过程进行有效管理。（3）数字化数据的传递。数字化工艺设计系统通过与数字化管理、管控、物流统、知识库等系统的有效集成，实现设计、工艺、生产数的有效据链和反馈，达到数字化MBD三维数据的畅通。3装配知识库（1）装配知识库的构建目标。装配知识库系统是数字化装配生产线项目的组成部分，是规范化且普遍适用于数字化飞机制造的装配工艺知识库管理软件系统，是将飞机装配过程中的典型的工艺规范、操作规程、自动化设备等信息经过一定的提炼，形成典型装配工艺知识保存到装配工艺知识库中，给数字化三维装配工艺设计系统提供数据支持，同时，满足日常工作中装配工人和工艺员学习培训等需要。装配知识库的应用使三维装配指令编制规范化和标准化。（2）装配知识构架。结合装配知识库管理系统和数字化工艺设计系统，对飞机工艺设计过程中所需要的资源进行收集和参数化定义，对典型工艺规范进行结构化和参数化定义，对已有的工艺参数、工艺经验参考表结构化定义，建立明确、清晰、直接的知识之间的关系。并结合知识内容、知识载体信息、知识情境和使用方法等多维知识描述方法，提供支持多种知识载体的工艺只是表达模型。本体中的概念和属性对应于多维工艺知识表示中的知识内容和只是载体，本体中的关系则对应多维工艺知识表示中的只是情景。4数字化装配技术4.1数字化装配工艺技术研究对比分析总结自动化装配系统与传统刚性装配系统的共同点、不同点、优势等，分析优化数字化装配工艺流程，研究数字化装配过程对产品设计、工装工具、装配工艺的影响因素，设计、分析飞机壁板数字化装配工艺方案和大部件对接数字化装配工艺方案，开展应用验证，支持编写数字化装配工艺设计技术标准规范。4.2数字化装配技术对装配过程的影响研究产品设计需要考虑的数字化装配关键特性（定位点、参考点）以及在主要结构件上建立装配自定位特征、安放光学测量设备的工艺定位件的方法；工装工具的自动化、数字化；研究三维装配工艺规划与执行方法，实现数字化装配过程对产品设计、工装工具、装配工艺的影响因素分析。4.3装配数据管理研究飞机数字化装配过程将产生结构数据、工艺流程数据、测量数据等与PDM系统集成技术，实现装配设计、装配工艺、装配测量数据集成的标准化管理。（1）数字化装配过程的结构数据标准化管理.（2）飞机数字化装配过程的结构装配设计数据：坐标系、精度、基准点、测量点、交点等数据标准化管理。（3）数字化装配过程的工艺流程数据标准化管理。（4）飞机数字化装配过程的工艺流程数据：装配协调数据、装配容差数据、装配顺序路径数据、装配指令数据、装配NC代码数据、装配定位数据、制孔工艺数据、连接工艺数据等标准化管理。（5）数字化装配测量数据标准化管理。（6）数字化装配过程的全局坐标系、局部坐标系（产品、工装、测量等）、测量基准、测量点、测量误差等数据的标准化管理。4.4数字化装配系统集成飞机数字化装配系统是由数字化柔性定位系统、自动化制孔系统、数字化跟踪测量系统、数控编程与仿真系统、安全保障系统和集成控制系统等集成而成。针对数字化装配系统需求，研究装配定位、制孔、测量等集成技术，设计数字化装配系统集成方式，为标准化的数字化装配系统的实施提供支撑。4.5数字化装配的意义（1）对现有的装配工艺设计系统改造重组，优化数字化环境下的装配工艺工作流程，采用全数字量协调传递，大规模应用数字化装配设备，减少返工，提高效率，缩短装配周期，昀终形成标准化管理的数字化装配。（2）采用全数字量协调传递，利用基于人机工程的虚拟装配、装配工艺过程仿真、产品数字量样机与工装数字样机的装配仿真等手段，广泛采用柔性化装配系统、自定位技术（如装配孔）等，大量减少装配工装数量和减少装配返工率，提高标准化水平。5结束语总体来看，与国外相比还存在较大的差距。基于此，需要打通标准化的数字化装配生产线，建立标准化规范化管理流程，使用数字量协调与传递方式贯穿整个装配过程，进行基于人机工程的装配过程仿真，大量采用精确定位、测量与控制等数字化装配技术建立数字化柔性装配系统，装配协调关系简单，大量减少装配工装，简化工装结构，缩短生产准备周期，提高标准化程度和生产效率。参考文献1范玉青，梅中义，陶剑.大型飞机数字化制造工程[M].北京：航空工业出版社，2011年，P804.2范玉青.现代飞机制造技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2011.摘　要　飞机数字化装配生产线项目是建立相关软硬件支撑环境，形成数字化装配体系，打通数字化飞机装配生产线，通过工程验证形成飞机虚拟装配/数字化装配的工程能力，完成数字化装配工艺设计系统、装配知识库框架构建、数字化装配标准体系、柔性装配技术、飞机装配过程仿真等科研项目研究，建立数字化装配标准规范体系，规范数字化飞机装配生产线，最终形成标准化的数字化装配生产线。关键词　工艺设计；装配过程仿真；知识库；装配技术；标准规范体系文章编号：1009-8119（2017）04（2）-0194-01数字化装配生产线标准技术研究曲忠乙（中航飞机西安民机有限责任公司，西安710089）