可视化装配VAPP系统解决方案

三维可视化装配

解决方案

武汉理康科技有限公司

二〇一〇年一月

目录

1. 应用前景 (3)

1.1 概述 (3)

1.1.1 国内现状 (3)

1.1.2 国外现状 (4)

1.1.3 可视化装配的主要特征 (4)

1.1.4 可视化装配实现途径 (8)

1.2 功能 (8)

1.2.1 CAPPWorks 三维装配工艺设计 (9)

1.2.2 基于3Dvia的动态装配过程设计 (10)

1.2.3 可视化装配管理系统 (12)

1.3 用途 (12)

1.3.1 用于装配流水线 (12)

1.3.2 用于焊接生产流水线 (13)

1.4 涉及行业 (14)

1.5 经济效益、社会效益分析 (14)

1.5.1 社会效益 (14)

1.5.2 经济效益 (14)

可视化装配VAPP系统

1.应用前景

装配是产品生命周期中的重要环节，是影响产品性能、质量、开发周期和成本的主要因素之一，尤其是象军工、汽车、造船、机械设备等以组装为主要工序的相关制造行业，由于缺乏有效的装配工艺规划手段，使得装配已成为影响产品质量、时间和成本的瓶颈。

可视化装配工艺规划系统VAPP，是(Visual assemble Process Planning) 的英文缩写，它已成为继虚拟装配之后又一项创新技术；采用该技术不但为解决工艺编制与指导现场操作提供了一种的理想工具，同时也为装配、焊接过程的可视化，提供了一条实用、直观、精确、可靠的途径。

1.1 概述

1.1.1国内现状

⏹目前国内企业普遍对装配技术缺乏研究，加之资金投入不足，仅仅满足于能把产品

制造出来，产品装配还是沿袭着过去几十年来批生产的手工作业模式；

⏹未实现一个完整产品的全面数字化，CAD/CAPP/PDM系统应用仍存在信息孤岛现

象，特别在三维数字化制造技术方面，未能将设计数字化贯穿到制造生产线，模拟量传递依然大量存在；

⏹缺乏有效的装配工艺分析手段，包括装配精度分析，零部件选配，装配结构运动仿

真等，使得所建立的装配工艺运用于实际装配过程时的正确性和可靠性不能得到有效保证。

⏹工装、工艺设计与产品设计脱节，设计人员普遍缺乏工艺知识，又未能充分实现

并行工程，设计的产品经常出现装配协调困难，返工率高；

⏹未能在数字化装配技术方面实现新的突破，装配工艺的建立在很大程度上依赖于经

验和基于实物模型的反复试装，导致产品研发周期和成本的大幅增加。

⏹在装配现场用于指导装配的仍然是装配工艺卡片和相关零部件装配图纸，这种二维

指导三维的现状使得实际装配过程很容易发生偏差，从而产生装配质量问题，并延长装配周期。装配工人在现场工作需要仔细翻阅大量的图纸、工艺文件，而且经常会出现工作上的失误，造成装配质量问题，影响装配周期。

1.1.2国外现状

国外装配技术，特别是飞机装配技术自20 世纪90 年代初波音公司在研制B777 时全面实施数字化设计方法以来，国外飞机装配技术已得到长足的发展，B787、A380、A400M、A350、F -22 和 F -35 等新型军民机大量地应用柔性装配工装、数控钻铆系统、数字化测量系统、数字化移动系统、离线编程和仿真软件等进行自动化装配，实现了飞机的高质量、高效率装配。目前国外蓬勃发展的飞机柔性装配技术能适应快速研制生产及低成本制造的要求，具有数字化、自动化、模块化、集成化等特点。

其主要技术关键如下：

⏹设计与制造并行，产品设计与装配设计紧密结合，实施并行工程。在生产组织和管

理上广泛采用精益生产的思想和方法，精简了工作业务流程。

⏹全面采用数字化设计制造技术，这项技术以全面采用数字化产品定义、数字化预装

配、产品数据管理、并行工程和虚拟制造技术为主要标志，从根本上改变了传统的

设计与制造方式，大幅度地提高了设计制造技术水平。

⏹建立单一产品数据源，实现工程 BOM 、制造 BOM 以及维护 BOM 的有效转换，

保证数据传递过程中的一致性。

⏹大幅度减少零部件工装，采用统一结构的动态工夹具的设计，发展柔性工装和数字

化装配定位技术。

⏹利用先进的装配互换协调技术

1.1.3可视化装配VAPP系统的主要特征

⏹为什么要推出可视化装配系统 VAPPWorks

世界是三维的——我们倡导的理念是 3D For All，就是说所有我们能看到现实世界的物体，都是三维的，但是目前大多数的工程人员还是使用二维的图纸来进行表达和

交流，我们有了Solidworks、UG、Catia、PTC等三维CAD软件，改变了工程师交流的形态，从二维变成了三维，但是还有另一个问题出现了，就是产品的设计者与最终操作者用户之间仍然是通过二维在交流，即使通过产品图纸、工艺文件或说明书，也是二维的，如果不去改善与最终用户沟通和交流的方法，那么设计生产阶段的发展是越来越会受到制约的；

在虚拟世界里3Dvia能把一件产品描述的跟真一样，但如果只是限于工程师之间的交流就太可惜了，基于3Dvia开发的VAPP系统，就是要把这种描述贯穿到生产现场，这就是为什么致力于推广这项技术的根本原因.

V APPWorks 技术上有那些特点

①开发平台—V APPWorks是基于3Dvia环境开发的，利用3Dvia兼容多CAD文件

格式的优势可以大大扩展市场空间，特别是我们过去较少涉足的产品工艺制造领域，利用可视化装配解决方案，比较容易敲开KATIA、Pro/e、UG等用户的大门。

②应用系统—V APPWorks是一个包含3Dvia动画制作的全装配过程可视化制作与

播放系统，而不仅仅是一个动画制作工具：

③工艺过程设计—V APPWorks提供了一整套装配工艺过程设计的工具（包括装配

流程设计、装配工序建模、装配用设备、工夹模具的设定、装配操作要领），这个过程和结果是装配现场操作工人必须通过视频所能获得的，3Dvia无法系统提供这方面的功能。

④庞大模型库—V APPWorks用一个有5000多种工装、设备三维模型数据库来支撑

整个系统，从而确保了装配过程可视化的真实、形象；3Dvia目前还不能提供数据库管理功能。

④播放系统—V APPWorks系统在终端机上不但要播放动画，还需要在视频上显示

“零部件配餐卡”“工装、辅料配餐卡”“操作要领”，这些参数是操作者工作的依据，也是可视化装配过程中必不可少的。3Dvia无法做到如此详细的叙述。

⑤网络系统—V APPWorks提供了一套网络远程控制系统，文件存放在服务器数据

库中，管理人员通过网络将播放文件传给操作现场终端机，现场操作者也可以通过网络向服务端提交申请；同时操作者还能够对屏幕上的文字与动画进行必要的掌控。