基于装配关系的公差库建立及在容差分析中的应用

飞机制造过程中,零件的制造误差、工艺方案的合理性、部件间的协调都直接影响着产品的制造精度和可制造性。通过VSA容差分析软件,建立仿真分析模型,基于零件的基准、公差值和相应的装配工艺流程进行仿真,分析同类零件在不同定位装配方式时零件制造误差对装配控制目标的影响,然后结合生产能力及仿真分析所得数据形成公差库文件,为优化工艺方案提供依据。结合实际生产数据对公差库文件进行迭代更新,积累生产经验,为后续架次及新机型提供支持。     

基于虚拟现实技术的飞机零件检测平台的搭建与验证

在《中国制造2025》行动纲领下,智能制造成为航空制造业发展的主流。它主要利用虚拟现实技术智能化解决飞机零件存在的问题。基于虚拟现实技术的飞机零件检测平台,运用CATIA（卡提亚）和3D Max等建模软件,结合Unity3D对飞机零件检测的整体规划与搭建和虚拟平台的动态仿真与调试,对飞机零件运输过程和检测流程等进行动态仿真模拟。从飞机零件检测整体生产线运行、检测车间内部以及检测人员使用3个角度进行仿真,以验证此平台设计的合理性。该平台以数字孪生为基础,将其拓宽到飞机零件加工和装配等其他环节,实现虚拟与现实之间的信息传递,为检测车间的生产运行管理提供巨大帮助。     

面向制造的飞机钣金零件数据集研究开发

在数字化制造环境下,针对设计数据无法直接应用到制造阶段的情况,研究飞机钣金零件制造数据集。根据数字化要求并结合钣金制造工艺特点,分析了钣金制造数据集的范围定义、数据组成及组元关系,对经验知识进行总结,依照各制造状态工艺特点和数据表达方式完成数据集层次构建,使设计数据顺利转变为制造数据。在CATIA环境下开发完成飞机钣金制造数据集系统,系统对几何特征信息和非几何信息分开组织管理,实现了制造数据的快速集成,帮助工艺人员提高飞机钣金的设计生产效率。     

飞机钣金零件制造模型管理方法

分析了飞机钣金零件制造模型的典型状态组成,以框肋零件为例描述了零件制造模型设计态、毛坯态、成形件态和成品件态的内容.在此基础上,针对人员、数据和流程数据管理三要素,建立了基于多态模型的飞机钣金零件制造模型管理方法.对于人员管理,定义了飞机钣金零件制造的人员角色及其主要职责,采用基于规则的权限控制方法;对于数据管理,采用多态模型组织制造模型,以成形件态为例描述了节点数据模型;对于流程管理,以成形件态成形模具所用几何模型的设计为例,建立了流程管理模型.最后,以产品数据管理系统为平台建立了集成应用框架,验证了制造模型管理方法工程化应用的可行性.     

飞机机身壁板件装配偏差分析建模

飞机机身主要由多块壁板件构成,其装配质量直接影响飞机整体性能。装配偏差模型是保证装配质量的理论工具,但对壁板件装配偏差建模的研究还不够完善。针对某型飞机壁板件串并联装配的工艺特点,考虑零件制造偏差和夹具定位偏差,利用确定性分析法分析零件刚性定位偏差,结合影响系数法及超元刚度理论进行柔性偏差分析,建立单工位下飞机壁板件串并联装配偏差模型,并分别进行偏差模型计算和装配变形仿真,通过两者结果对比验证了本偏差模型的有效性。     

基于ABAQUS的柔性薄板装配过程仿真

针对柔性薄板零件装配过程中的受力变形与接触现象,运用ABAQUS有限元软件,提出了一种柔性件装配过程仿真分析的新方法。首先通过重启动分析、数据传递技术和自由度耦合功能,模拟柔性件的实际装配过程,构建其装配过程仿真模型,该模型充分考虑了零件之间的接触及摩擦现象;然后在搭建的柔性件装配试验平台上进行柔性薄板装配过程实验,通过仿真与实验所得装配偏差数据的对比分析,验证了仿真方法的正确性。     

飞机大部件数字化对接仿真技术研究

本课题提出飞机大部件数字化对接仿真技术,以此提高飞机大部件对接量。研究了大部件装配对接当前位姿与目标位姿的参数求解方法。利用所求参数对大部件实际装配对接过程进行虚拟动态仿真,模拟真实对接状态,通过干涉分析提前预估实际装配过程中可能出现的装配问题,优化对接方案,辅助装配人员在装配之前及时解决问题,减少重复装配次数减轻操作人员的劳动量,提高装配质量与装配效率。     

大型蒙皮模胎曲面数据采集及数字化检测方法

随着飞机的设计及生产数字化进程的推进,逆向工程被逐渐应用到了传统产品改型设计、新产品的开发、产品仿制和质量分析检验领域。以美国为代表的国外飞机生产企业已经形成了逆向工程的体系化发展,但中国还不具备完善的逆向工程体系。由于飞机组件特征的复杂性和结构形式的多样性,使得其在具体实施应用中仍然面临许多新的技术问题与应用挑战。在飞机的实际制造生产中,也存在诸如老旧工装的反修,特制零件装配中的干涉,多零件装配体、超大尺寸零件、特殊结构零件的数据采集精度不高等技术难题。基于通用逆向数据采集设备的模胎曲面数据获取优化方法,以及基于Geomagic软件飞机大型蒙皮模胎曲面数据数字化检测对比、分析方法。解决了传统数控测量机检测方式效率低、覆盖率低的问题,实现了模胎形面快速检测、检测面100%覆盖并自动输出形面检测分析报告,达到提高零件质量、降低成本、缩短零件加工周期的目标。本项研究结果表明,三维激光扫描仪和Geomagic软件相结合的方法可以实现对大型结构件进行全方位的快速精确测量与分析,为该类产品检验提供了新手段。     

打通数据利用瓶颈

近年来,飞机设计制造技术发生了根本性的变革,采用模线样板、标准样件、零件成形模具与装配型架的模拟量传递体系的传统飞机设计制造方法已向数字化样机、数字化预装配、数控加工、数字化检测的数字量传递体系转型.     

虚拟装配技术在飞机装配中的应用

虚拟装配技术使得飞机装配人员能够影响产品设计,从而减少制造成本并避免由于设计问题影响飞机装配周期和成本。鉴于此,介绍了虚拟装配技术在飞机装配中的应用。在设计成熟度早期阶段,其能发现潜在问题,消除潜在的装配缺陷;在设计成熟度后期阶段,可基于实测模型进行数字化装配,通过对每个装配件的关键特征进行采集、分析,提取装配件的实际关键尺寸,根据虚拟技术进行实测值的预装配,从而提前发现干涉和不协调问题,并分析出最优协调结果,将零件最优装配姿态反映在实际装配中,从而进一步提升装配质量。     

飞机数字化装配测量系统研究

飞机数字化装配测量系统对飞机数字化装配工作有着重要的辅助作用,使得飞机装配定位工作更加简单、精确,对降低飞机制造成本、提高装配质量和装配效率有重要意义。分别从3个子系统即激光跟踪测量系统、数据处理系统和实时运动仿真系统,对飞机数字化装配测量系统进行研究和实现;实现了激光跟踪测量系统的初始化、数据采集和动态测量等功能,在对装配过程数据模型处理的矩阵分析研究的基础上,实现了装配场景的实时运动仿真,进行了装配件位置偏差的计算;通过实践检验,该系统能够运用于数字化装配工作中。     

数字装配工艺及其三维化研究

提出了数字装配工艺的基本概念;介绍了数字装配工艺在数字制造中应用的现状和数字装配工艺的主要关键技术;讨论了数字装配工艺三维化的必要性及相关的技术问题;给出了相应的应用实例。     

装配仿真技术及其在某机垂尾装配中的应用

针对国内外航空制造业的现状,分析了装配仿真技术在飞机数字化制造中的作用。并以某型飞机垂尾装配为例,对其结构特点进行了分析,给出了装配工装及工艺设计方案,并应用DELMIA的DPM模块对装配工艺过程进行了仿真和验证,充分展示了应用装配仿真技术的优势。     

数字化制造中的建模和仿真技术

论述了面向数字化制造的三类建模和仿真技术,即产品建模和仿真技术、工艺过程建模和仿真技术以及制造系统建模和仿真技术,并结合具体研究项目,重点介绍了面向制造的产品数字化建模、导管数控弯曲过程建模与仿真、虚拟装配与装配过程仿真、生产线建模与仿真技术的应用和发展。指出为提高制造系统的快速响应特性、运行效率及可靠性,应在产品数字化建模研究的基础上,重视对工艺过程,即产品加工过程、装配过程及生产系统规划、重组和仿真等技术的研究,以实现生产资源和加工过程的优化以及从传统制造向可预测制造模式的转变。最后指出了推动数字化建模和仿真技术朝实用化方向发展的几项关键技术。     

数字制造的现状与发展

在讨论数字制造的概念和总结数字技术在制造业中应用现状的基础上，给出了数字制造的现状、内涵和主要关键技术与内容结构，阐述了数字制造及其技术的发展。     

浅谈飞机部件数字化总装配系统

本文阐述了飞机部件数字化总装配系统的基本功能和构成,分析了部件数字化总装配系统中数字化定位、自动化制孔、数字化测量以及信息集成管理等四大关键技术,提出了国内发展应用部件数字化总装配系统的注意事项。     

数字化环境下的拉形模制造

拉形模是成形飞机蒙皮的重要工艺装备。本文通过对拉形模传统制造工艺方法与现代制造工艺方法的比较,探讨了数字化环境下拉形模的设计和制造工艺以及新材料的应用情况。     

高职实践类课程教学改革探索与实践

数字化制造时代如何培养制造业转型所需的复合型一线人才,是高职院校亟待探索并解决的问题.以"典型零件数控铣削工艺与编程"课程为例,研究项目教学法,基于数字化制造流程"行动导向"在课程教学内容、教学模式改革中的应用,探索并实践提高学生数字化制造职业岗位能力和职业素养的新途径,为数字化制造模式下高职实践课程教学改革提供借鉴.     

Digital manufacturing-the development direction of the manufacturing technology in the 21st century

After introducing the concepts of digital manufacturing technology, the discipline framework of digital manufacturing is presented in the paper by discussing its basic concept, theory foundation, key technology and scientific problems in detail. As the core of the advanced manufacturing technology, digital manufacturing is gradually becoming the main manufacturing technology of the twenty-first century. Firstly, the main features of digital manufacturing are indicated and its key supporting technologies are investigated by grouping them into four levels related to product development, numerical control, production management, and enterprise collaboration, respectively. Moreover, the existing problems in the research on the multi-discipline theory foundation of digital manufacturing such as manufacturing informatics, computational manufacturing, and manufacturing intelligence, are also indicated. Then, the core scientific problems of digital manufacturing are discussed in depth, which focuses on digitization of manufacturing information, modeling of manufacturing constraints, high-speed and high-precision numerical control theory, and Internet-based collaboration and integration. Lastly, the development trends and application perspectives of digital manufacturing are concluded. __________ Translated from Digital Manufacturing Science, 2003, 1(1–4) (in Chinese)