使用DELMIA在飞机中机身上部装配工艺仿真运用

DELMIA飞机中机身上部装配工艺仿真激光跟踪仪在飞机装配中的运用专业综合实训现代飞机装配部分）实验报告目录第一章 飞机中机身上部装配工艺仿真 11 飞机装配仿真技术 12 飞机装配工艺仿真软件 23 飞机机身结构及零件分析 33.1 机身总装图 33.2 机身典型零件 34 飞机机身结构件装配顺序的规划 54.1 工艺分离面和设计分离面 54.2 装配基准的选择 64.3 工装设备的选用 75飞机上半机身装配方案及DELMIA仿真 85.1 装配仿真流程 85.2 装配序列规划 85.3 装配路径规划 95.4 装配工艺仿真过程 105.5 装配干涉检查 12第一章 飞机中机身上部装配工艺仿真1 飞机装配仿真技术在现代制造企业的生产流程中， 工艺设计工作贯穿于整个制造流程当中， 是生产 技术准备工作的第一步。 工艺设计工作不仅涉及到企业的生产类型、 产品结构、 工艺 装备、生产技术水平等， 而且还要受到工艺人员实际经验和生产管理体制的制约， 其 中的任何一个因素发生变化， 都可能导致工艺方案的变化。 工艺总方案、 工艺路线规 划和工艺规程是指导工装制造和零件装配的主要依据， 它们对组织生产、 保证产品质 量、提高生产率、降低成本、缩短生产周期及改善劳动条件等都有直接影响，因此工 艺设计是整个生产流程中的关键性工作。以往装配工艺的设计工作主要是依赖工艺人员个人的技术水平和经验， 工艺人员 根据产品图纸、工艺标准、工装、设备等，所做的工艺设计在车间实际生产（式制） 时，还要不断更改，不能保证其装配工艺设计的合理性、适用性。而大型飞机由于尺 寸大，零件数量多，结构复杂，协调部位多，装配工艺设计不可避免地存在问题。但 装配工艺设计中隐藏的错误难以在设计过程中被发现， 装配工艺的优化基本上是凭工 艺员的经验，工艺设计中存在的问题往往要在产品实际装配过程中才被发现 , 因此 装配工艺设计的错误带来了产品、 周期、人力和费用的损失。 要检验装配工艺设计 是否可行， 过去也只有靠实际生产检验工艺方案， 不断更改直到生产定型， 一般成本 比较高、周期比较长。随着现代计算机技术的发展， 飞机设计已采用三维数字化技术。 飞机的每个零件在计算机中按1: 1比例，以立体形式表现，这为随之而来的装配过 程仿真技术奠定了基础。由于大飞机结构零件数量多， 装配关系极其复杂， 又需要有大量的制造资源支持， 致使装配工艺设计难度很大， 仅凭工艺工程师的个人经验， 在数字化装配工艺过程设 计中难免会有各种工艺设计错误或工艺设计不合理的情况， 如果这些错误在产品实际 装配过程才发现的话， 就会造成大量的产品、 资源返工和工艺修改， 甚至整个工艺布 局和装配流程的调整， 给制造周期、 生产成本等都将带来不可估量的损失。 所以三维 数字化装配过程仿真是产品实物在实施装配以前对装配工艺进行验证的最佳方法， 它 时间短、费用低等多优点。2飞机装配工艺仿真软件DELMIA( Digital Enterprise Lean Manufacturing Interactive Application是一款数字化企业的互动制造应用软件。是一款由法国达索系统公司(DassaultSystem)开发的软件。DELMIA在国内外广泛应用于航空航天、汽车、造船等制造业支 柱行业DELMIA涵盖飞机设计、制造及维护过程中的所有工艺设计，使用户能够利用3D设计模型即可完成产品工艺的设计与验证。DELMIA数字制造解决方案建立于一个开 放式结构的产品、工艺与资源组合模型(PPR)上，可以在整个产品研发过程中持续不 断的进行产品的工艺编制与验证。同时，可以实现与CATIA ENOVIA SMARTEAMLMS等系统的无缝集成，有效的利用已经设计好的数据，并且可以使制造业的专业知识能 被提取出来，让最佳的产业经验得以重复利用。使用DELMIA产品，可以得到生产效率、安全性及质量方面的最大效益，同时降低成本。DELMIA中的 DPM(Digital Process Manufacturing)(数字制造工艺)工艺细节规划和验证应用环境，将DPE产生的结构和图表结合生产制造规则形成3维虚拟制造环境，以实际产品的3D (或DMU模型，构造3D工艺过程，分析产品的可制性、 可达性、可拆卸性和可维护性，实现3D产品数据与3D工艺数据的同步的、真正的 并行工程环境。主要模块有ELMIA DPM Assembly 、DELMIA DPM EnvisionAssembly、DELMIA BIW DELMIA Powertrain 。DEM Mirinj hCEHai. -*hn-HrtilW Ih Pfeor1El , e斗年 岂.nw*He tirrtjMhstt4 一4A Tflnll 盏一二捕廿hef图2-1 DELMIA软件仿真模块rjE2i&J TtiZn7 ss-afnSiiucaHife MHikJiKSjAig P*dp*rdijorDFM - Prx“ EsdirhianQPM -叶 LOtfngTbii鼻命耶 in ArwlMP寸 Mwffcrtr T时 irKi 十备|partTJ iPirtl-jKlJH上曲沖刘上爭阪苗匱.!0O -fftm? 倫炉禅嚥 S|= 暫阳M W PU 首ifMl 首*离個【馆w和P551 -r图5-7仿真装配后的状态（含路径）5.5装配干涉检查DELMIA的强大功能提供了装配路径仿真试拆卸中所需要的实时碰撞干涉检查功 能，利用其本身具有的功能来进行动态干涉检查，方便在路径规划同时进行干涉检测。在DELMIA中进行虚拟装配仿真时，干涉主要有以下几种：1. 由于装配序列规划不合理产生的干涉在飞机装配仿真过程中，若装配序列选择不合理，极易导致装配干涉。这种情 况下，应重新回到装配序列规划步骤，调整产品装配序列，以消除干涉。2. 由于装配路径规划不便产生的干涉飞机产品结构和装配环境复杂， 装配精度要求高，若装配路径规划的不合理，易 导致零部件在运动过程中发生干涉。这是由于装配路径上存在其他物体导致零件运动 过程中与其他装配件形成干涉，可以对装配路径重新规划，通过调整装配路径的办法 解决干涉。3. 将拆卸路径求逆，生成装配路径时产生的干涉本文在DELMIA中生成装配路径时，是基于“可装即可拆”思想，将拆卸路径“反 演”得到。所以，在完成装配体的所有零部件路径规划后，必须针对产品的整体装配 路径进行检验，以避免在拆卸时不会出现干涉而在装配时出现干涉的情况。某些零部件在拆卸时，并不出现拆卸路径上而产生干涉碰撞， 而在装配时，由于装配序列与拆 卸完全颠倒，就可能存在先装配（后拆卸）的零部件出现在后续装配零部件路径上，从而出现干涉碰撞。所以必须在路径规划完成后进行统一干涉检查。在DELMIA中，可以使用干涉命令检测到，本次在装配的路径上规划的较为简单, 因此不存在干涉的过程。DELMIA的干涉工具条使用见下图5-8所示Simultinn 亦押严百 Took矗髓遙遍吩曙彖砂41已图5-8 DELMIA干涉工具条干涉检验在产品和工艺设计的有效性检验中起到了重要的作用，DELMIA作为全球领先的数字化制造软件为用户提供了静态和动态两种干涉检验。本文分析了静态和动态干涉检验的含义，介绍了 DELMIA中静态干涉和静态干涉的用法，并给出了应用 实例6 仿真结果分析通过仿真中后机身装配过程， 并通过干涉碰撞检测与装配可达性检查， 可以很直 观地观察到装配序列规划与路径规划是否合理； 另外，中后机身装配仿真验证了第三 章里所分析和制定的该型号飞机中后机身装配工艺方案的合理性， 通过仿真可以了解 到先进装配技术的部分优点如下机身框的分段按壁板分块，壁板装配的开敞性好，自动化程度高； 定位基准及方法大量采用工艺孔及自定位技术，极大地简化了工装结构的复 杂性；在各个工位上的手工预装配及自动化装配共用一副工装， 避免二次定位误差。同时DPMI能真实反映产品从零件到装配到工位到流水线到工厂的生产过程，直观分析产品的可制性、 可达性、可拆卸性和可维护性。 在计算机数字环境中随意调整加 工工艺，配置加工设备，规划资源，使得企业“硬”设备得到合理利用。