文档介绍：基于MBD的飞机数字化装配工艺设计及应用
基于模型定义技术使三维模型成为产品设计生产过程中的唯一依据,这一应用必然改变传统的生产模式。文章在基于模型定义技术的背景下,提出了飞机数字化装配工艺设计及应用模式,在该模式下,通过工艺方案设计和详细工艺设计,完成了三维装配指令的构建,从而为装配现场可视化提供了依据。
当前,我国航空制造业的数字化技术发展迅速,三维数字化设计技术得到了广泛的应用。特别是基于模型定义(Model-Based Definition,MBD)技术的实施,使三维模型取代二维图纸成为设计制造的唯一依据。随着MBD技术的深入应用,必然会对工艺规划设计、车间生产应用等产生重大影响,引起数字化制造技术的重大变革,真正开启三维数字化制造时代。本文在MBD技术背景下,对飞机数字化装配工艺设计及应用做一些阐述。
1 MBD技术
    MBD技术的内涵
    基于模型的定义(MBD),是一个用集成的三维实体模型来完整表达产品定义信息的方法体,它详细规定了三维实体模型中产品尺寸、公差标注规则和工艺信息表达方法。
    从狭义上说,MBD就是对数字化模型进行规范化的全三维标注;从广义上说,MBD不仅是对模型进行三维标注,和传统的以工程图为核心授权资料的生产模式相比,以MBD数据集为唯一依据的制造技术带来了生产模式的变革,更有效地增加了数字化技术带来的便利。
    MBD技术的意义
    在MBD的技术体系中,MBD数据集的内容包含设计、工艺、制造、检验等各部门的信息。在数据管理系统和研制管理体系的控制下,各职能人员可以在一个产品模型上协同工作,提高了设计效率。同时也提高了产品的可制造性。其意义如图1所示。
图1 MBD技术的意义
2 基于MBD的飞机数字化装配工艺设计及应用模式
    MBD技术应用以前,装配工艺设计工作以工程图或工程图纸为主要工作依据。采用MBD技术后,产品结构设计工作的结果是数字状态的三维数模,不再生成纸质形态的工程图纸。因此,对于工艺设计人员、生产装配现场的操作人员与技术人员,他们的工作依据与工作方式也发生了深刻变化。基于MBD的飞机数字化装配工艺设计及应用模式如图2所示。
图2 基于MBD的飞机数字化装配工艺设计及应用模式
    在该应用体系中,通过建立MBD的数字化定义规范,采用三维建模进行数字化产品定义,建立起满足协调要求的飞机全机级三维数字样机和三维工装模型。工艺人员在MBD的工艺设计规范的指导下,直接依据三维实体模型开展三维工艺设计,改变了以往同时依据二维工程图纸和三维实体模型来设计产品装配工艺和零件加工工艺的做法。依据数字化装配工艺流程,建立起三维数字化装配工艺模型,通过数字化虚拟装配环境对装配工艺过程进行数字化模拟仿真,在工艺工作进行的同时及飞机产品实物装配之前,进行制造工艺活动的虚拟装配验证,确认工艺操作过程准确无误后再将装配工艺授权发放,进行现场使用和实物装配。在数字化装配工艺模拟仿真过程中生成装配操作过程的三维工艺图解和多媒体动画数据,结合装配工艺流程建立起数字化装配工艺数据,为数字化装配工艺现场应用提供依据。
3 工艺方案设计
    工艺方案设计内容
    工艺方案设计的工作内容:首先,直接依据MBD三维产品数模进行装配单元划分,构建出EB