基于MBD的三维数字化装配工艺设计及现场可视化技术应用

工艺部门依据工艺设计内容提出装配工装、夹具、 刀具的订货技术要求。工装部门根据订货技术要求，设 计装配型架、地面设备、专用工、刀、量具的三维数模。 2．8工 装数据的 导入
将来自于企业协同平台的工装等资源三维模型数 据分别以CATI AV5模型和格式导人DELMI A系统。建 立资 源结构 树，并 分别关 联到PROCESS工艺设 计结构 树上 的部组 件装配 项目上 。 2．9详 细工艺 设计
在三维数字化环境下确定该装配工艺过程零组件、 标准件、成品等装配顺序，明确装配工艺方法、装配步
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装配工艺Ass EMBLYPRocEs s
骤．进行AO下 工步的详细设计．完成本装 配过程的工 步规划设计，并将产品零组件和工步关联。选定该装配 过程 所需要的 工装、 夹具、工 具、辅助 材料等 一系列的 制 造资源．并将工装与工位关联。依据产品连接定义分配 该过程所需要 的标准件，形成用于指导生 产的AO装配 信息。 2．1 0部、组件装配仿真
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图5 MA中进行工艺 分离面划分 Di v i si on of proc e ss spl i ce s ur f a ce i n MA
2三维数字化装配工艺设计
三维数字化装配工艺设计是通过 对飞机产品结构进行分析，在企业现 有制造能力( 设备、工艺技术能力、人 力资源等) 及产量要求的基础上，进 行组件划分，制定装配流程，确定装 配方案，并选择各装配环节所需要的 制造资源。在三维数字化装配工艺 设计系统中，工艺设计用树状结构表 示，主 要由产品结构 树、工艺结构 树、 资源结构树 3个分支构成，具体结构 特征按企业需求进行工艺模板定制。 基于MBD技术的三维数字化装配工 艺设计主要工作流程如图2所示。 2．1数 据准备 工作
2．3工艺分离面的划分 完成数据导人工作后，在DELMI A系统的MA
( Ma nuf ac t ur i ng As s embl y) 中根据三维产品模型在三维 数字化环境下进行全机、部组件工艺分离面的划分，结 合PBOM结 构树确定各工艺装 配部件、组合件需 要装配
2．4全机或部件 装配工艺仿真 针对 工艺分 离面 划分结 果在DPM中进 行全机 及部
3DVI ACompos e r , CAPP, an d SO on．The t e chnol ogy t r a ns—
fe r s t he c ompl e t e d pr oc es s des i gn i nf or ma t i on t o pr oduc—
t i on sc ene by pr oduct management s ys t em，t h e t e chnol ogy opens t e chnol ogy r oadmap f r om t he MBD—based pr oduct des i gn，pr ocess des i gn t o on．s i t e vi s ual i zat i on a ss e mbl y．
中航工业陕西飞机工业( 集团)有限公司 中航工业金航数码科技有限责任公司
胡保 华闻立波 杨根军 黄官平吴 慧 沈波惠巍
【摘要】基于MBD的三维数字化装配工艺设计技 术是现代航空数字化制造中的一门新兴学科，也是未来 飞机三维 装配工艺设计的发 展趋势。该技术主 要通过 对DELMI A、3DvI ACompose r 、CAPP等工艺设计、工 艺仿真软件进行客户化定制和多系统集成应用，完成基 于MBD三维产品模型的工艺 分离面的划分、BOM重 构、工艺仿真以及三维装配指令编制等工艺设计工作， 并通过生产管 理系统将已完成的工艺设计 信息传递到 生产现场实现可视化装配，打通了基于MBD的产品设 计与工艺设计及现场可视化装配的技术路线。
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装配工艺。。。。M。吖，。。。嘞
图1 系统流程殛集成框架 Fi g 1 Sys t em pr oces s es an d i n t egr at i o n f r amewor k
把MBOM和AO信息传递给ERP及 MES系统，实现车间现场装配可视 化，指导实际生产工作。
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圈4 PBOM数据导入 Fig．4 PBOMda t a i mpor t
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的组件及零件项目，构建工艺部件、组件模型结构。在 MA中进行 工艺分离面划 分如图5所示。

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装配t 艺 ASSEMBLYPROCESS
基于MBD的三维数字化装配工艺设计 及现场可视化技术应用
MBD- Ba se d Thr e e - Di mens i ona l Di gi t al As s embl y Pr oces s De s i gn and
on·Si t e Vi s ual i zat i on Tec hnol ogy Appl i ca t i on
Keywor ds：MBD Thr e e- di me nsi ona l de si gn On-
si t e vi s ual i zat i on
MBD( Model —Bas ed Def i ni t i on) 即基于模型的产品 数字化定义，其特点是：产品设计不再发放传统的二维 图纸，而是采用三维数字化模型作为飞机零件制造、部 件装配的 依据。传统的二维 工艺设计模式已经 不能适 应全三维设计要求。随着现代计算机技术、网络技术、 工艺设计软件技术的发展，以及协同平台的建立，为三
在三维数字化装配工艺设计中所 用的数据格式分为3种，CGR格式、 CATI AV5模型、s mgxml 格式。其功 能为 ：
CATI AV5模型：来源于产品设计
82航 空制造 技术 ·2011年第22期
圈2基于MBD技术的三维数字化装配工艺设计流程 Fi g 2 MBD- ba se d t hr ee —di mensi onal di git al as s embl y des i gn f l ow
维数字化装配工艺设计和并行工程奠定了基础。
1 三维数字化装配工艺设计及现场可视化系 统
通过采用达索 公司三维数字化装配工 艺设计平台 DELMI A及3DVI A Composer 解决方案，构建“数字化 装配 工艺设计 和仿真 系统”及 “生产现 场可视 化系统” 。 突破DELMI A二 次开发及定制技术、3D制造过程仿 真验证及优化技术、MBD技术、生产现场可视化技术、 wi ndchi l l ／DELMI A／EPCS／CAPP多系统集成技术等关键 技术瓶颈，最终构建符合企业业务需求的“数字化装配 工艺设计和仿真系统”及“生产现场可视化系统”。缩 短飞机装配周期，提高装配质量，全面提升飞机的数字 化制造能力。系统流程及集成架构如图1所示。
在部、 组件划分的基 础上，依据分 配到部、组件 项目 的装配工艺模型在DPE的PROCESS结构树上进一步 进行 部、组 件装配 过程设 计，确定 各部、 组件所 属零组 件 的装配顺序， 规划完成装配的AO项目，编 制AO号，关 联每本AO需要装配的零组件项目。 2．7工装订货单的 编制及工装设计
of di vi si on of t he t hr ee—di mens i onal pr o ces s s pl i ce s ur f ac e bas ed on MBD，BOMr econs t r uct i on，pr oces s s i mul at i on and es t a bl i shme nt of t hr ee ·di mens i onal a ss e mbl y or der by cu st omi zat i on a nd mul t i —s ys t em i nt egr at i on of pr oc es s des i gn，pr o cess si mul a t i on so f t wa r e，suc h as DELMI A，
系统 流程及集 成工作 思路如下 ： ( 1) Wi n dchi l l 企业数据管理系统是企业唯一合法 的数据来源，管理着各种BOM信息。通过接口程序，把 PBOM以XML的格式输出。 ( 2) 通过在DELMI A DPE平台上二次开发技术，把 XML格式的PBOM及产品三维 数据模型调入DPE模块 中进行工艺规划，并创建顶层MBOM。 ( 3) 划分哪些工作需要在DELMI A中进行仿真验 证，哪些 不需要仿真验证， 并将创建的顶层MBOM存到 Wi ndc hi l l 中。 ( 4) 将需要仿真验证的装配件在DELMI A中进行 详细的AO划分。 ( 5) 在DELMI ADPM中进行装配仿真验证、人机 工 程仿真、资源仿真等工作。 ( 6) 利用3DVI A Compos er 进行细 节三维装配指令 编制工作。 ( 7) 进行DELMI A与CAPP的接口开发，使三维 AO及配套表传人CAPP系统，并最终通过CAPP在 Wi ndchi l l 进 行流 程审 签。 ( 8) 开发Wi ndchi l l 和ERP及MES的接口程序，