姚 展 李 成 吳 慧

（中航飛機(jī)股份有限公司漢中飛機(jī)分公司，漢中 723213）

裝配仿真技術(shù)及其在飛機(jī)裝配中的應(yīng)用

姚 展 李 成 吳 慧

（中航飛機(jī)股份有限公司漢中飛機(jī)分公司，漢中 723213）

近年來，在科學(xué)和信息技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，我國經(jīng)濟(jì)取得了極大進(jìn)步，同時(shí)，經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步也帶動(dòng)了我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展?，F(xiàn)階段，我國在進(jìn)行飛機(jī)裝配研究的過程中，積極應(yīng)用數(shù)字化裝配和裝配仿真技術(shù)，這兩項(xiàng)技術(shù)的有效應(yīng)用極大提高了飛機(jī)制作的質(zhì)量。在不斷實(shí)踐的基礎(chǔ)上，目前在飛機(jī)裝配等相關(guān)制造業(yè)中，數(shù)字化裝配仿真技術(shù)已占據(jù)了重要地位。因此，加強(qiáng)裝配仿真技術(shù)及其在飛機(jī)裝配中的應(yīng)用的研究具有重要意義。

裝配仿真技術(shù) 飛機(jī)裝配 應(yīng)用

本文在對(duì)裝配仿真技術(shù)進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)翼結(jié)構(gòu)與裝配技術(shù)和裝配工藝及仿真驗(yàn)證進(jìn)行詳細(xì)分析。

1 裝配仿真技術(shù)

數(shù)字化裝配仿真技術(shù)簡稱裝配仿真技術(shù)，人們通常對(duì)該技術(shù)的理解停留在運(yùn)用虛擬的形式對(duì)該轉(zhuǎn)配技術(shù)展開設(shè)計(jì)。從現(xiàn)實(shí)角度來看，首先，物體的物理模型受到虛擬模型的映射而產(chǎn)生；另一方面，現(xiàn)實(shí)物體裝配過程以虛擬轉(zhuǎn)配過程來進(jìn)行代替檢驗(yàn)?，F(xiàn)階段，應(yīng)用該技術(shù)最主要的目的是希望實(shí)現(xiàn)有效驗(yàn)證相關(guān)設(shè)計(jì)成果是否能進(jìn)行有效組裝和拆卸，并提供相關(guān)驗(yàn)證結(jié)果，供設(shè)計(jì)人員在接下來的工作中更好地進(jìn)行參考和設(shè)計(jì)。同時(shí)，還可以實(shí)施裝配規(guī)劃，通過多次組合和嘗試，最終得出最佳裝配工藝方法，對(duì)接下來真實(shí)的配件生產(chǎn)產(chǎn)生極大的指導(dǎo)作用?，F(xiàn)階段，該技術(shù)在真實(shí)的生產(chǎn)過程中主要包含人機(jī)工程仿真、裝配順序仿真等內(nèi)容。

該技術(shù)在使用過程中最大的優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)計(jì)產(chǎn)品的過程中，虛擬環(huán)境能實(shí)現(xiàn)有效檢驗(yàn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案和制作工藝。由于虛擬裝配在實(shí)際裝配實(shí)施以前進(jìn)行，能在實(shí)際操作之前及時(shí)了解該設(shè)計(jì)及裝配中的缺陷和不足，從而減少實(shí)際生產(chǎn)過程中的失誤[1]?，F(xiàn)階段，飛機(jī)裝配過程中，數(shù)字化裝配仿真技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，該技術(shù)的水平也得到不斷提高。

2 機(jī)翼結(jié)構(gòu)與裝配技術(shù)

本文在對(duì)裝配仿真技術(shù)及其在飛機(jī)裝配中的應(yīng)用進(jìn)行研究的過程中，以機(jī)翼結(jié)構(gòu)和裝配工藝為例進(jìn)行講解。值得注意的是，飛機(jī)整體的構(gòu)造中，較高的精度要求存在于機(jī)翼外形構(gòu)造中，在某通用飛機(jī)的機(jī)翼中，翼肋和縱墻等是其主要構(gòu)成部分，而內(nèi)部擁有較多的鈑金部件，大量的裝配及復(fù)雜的結(jié)構(gòu)是導(dǎo)致復(fù)雜裝配工藝產(chǎn)生的基礎(chǔ)，因此，在進(jìn)行裝配的過程中，機(jī)翼裝配型架必不可少。

現(xiàn)階段，機(jī)翼轉(zhuǎn)配過程中采用的聯(lián)接工藝仍以傳統(tǒng)的鉸接和螺紋聯(lián)接等為基礎(chǔ)，再加上機(jī)翼的外形在飛機(jī)中具有非常重要的作用，卻需要應(yīng)用小剛度的薄壁和鈑金部件，因此，容易在裝配過程中導(dǎo)致變形和應(yīng)力的發(fā)生，從而使定位工作必須由裝配型架來完成，其在使用過程中以確保裝配件被夾緊為主，并在裝配中提供較高的準(zhǔn)確度[2]。在進(jìn)行實(shí)際制作的過程中，零配件的固定應(yīng)由定位器來進(jìn)行，促使其始終保持應(yīng)當(dāng)?shù)奈恢?；而機(jī)翼外部造型精確度的確定應(yīng)由卡板來實(shí)現(xiàn)。

在裝配機(jī)翼的過程中，應(yīng)根據(jù)不同的狀況進(jìn)行實(shí)際操作，通常狀況下可以首先在蒙皮、翼肋等部件的組裝過程中應(yīng)用單個(gè)零件，同時(shí)還包含耳片和加強(qiáng)筋等部件的安裝；其次，翼尖和副翼的組裝過程中，應(yīng)由次級(jí)組件來進(jìn)行；最后，總體裝配機(jī)翼[3]。

3 裝配工藝及仿真驗(yàn)證

在對(duì)裝配工藝及仿真驗(yàn)證進(jìn)行探討的過程中，本文仍以機(jī)翼為例進(jìn)行講解。首先，應(yīng)確定仿真環(huán)境，這里應(yīng)用DELMIA，之后導(dǎo)入工裝型架和三位數(shù)字兩種模型，當(dāng)然，這兩種模型是經(jīng)過精心設(shè)計(jì)的，在該環(huán)境中，調(diào)整相應(yīng)位置的聯(lián)系。創(chuàng)建裝配仿真工藝流程的過程中，需要嚴(yán)格按照裝配順序來實(shí)施，并在該過程中將工裝信息和裝配仿真工藝緊密連接起來，在這一切準(zhǔn)備活動(dòng)以后，就能有效構(gòu)建并調(diào)整相關(guān)工藝流程順序，并將相關(guān)資源模型和產(chǎn)品指派到設(shè)計(jì)好的流程和節(jié)點(diǎn)中，充分驗(yàn)證有效性在該流程中的體現(xiàn)。

3.1 驗(yàn)證裝配順序

在驗(yàn)證裝配順序的過程中，應(yīng)充分考慮相關(guān)資源信息、流程和產(chǎn)品信息等，同時(shí)還應(yīng)充分運(yùn)用已經(jīng)定義好的裝配路徑，以促使三維動(dòng)態(tài)仿真在產(chǎn)品的裝配流程中真正實(shí)現(xiàn)。分析裝配流程的過程中，應(yīng)在DPM中實(shí)現(xiàn)，從而充分有效分析并檢測距離與間隙、運(yùn)動(dòng)空間及裝配所需的時(shí)間等。在計(jì)算機(jī)中，統(tǒng)計(jì)并結(jié)合各種分析結(jié)果，并將相關(guān)數(shù)據(jù)分析結(jié)果及時(shí)提供給設(shè)計(jì)人員，促使設(shè)計(jì)人員更加直觀地面對(duì)相關(guān)裝配空間、路徑及順序中的不足，并在接下來的設(shè)計(jì)中對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，指導(dǎo)促使整個(gè)裝配工藝實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理。

3.2 檢查裝配干涉

在應(yīng)用DELMIA進(jìn)行裝配仿真時(shí)，該環(huán)境會(huì)提供大量的干涉檢測功能，例如，仿真工具條內(nèi)部存在的摩擦檢查設(shè)備，能對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中不同零部件和工裝等產(chǎn)生的干涉進(jìn)行充分檢測。一旦干涉被系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，就會(huì)自動(dòng)警報(bào)，同時(shí)會(huì)在對(duì)干涉進(jìn)行檢驗(yàn)后自動(dòng)將報(bào)告提供給工作人員，干涉區(qū)域、內(nèi)容及零件等是該報(bào)告的主要內(nèi)容，這樣會(huì)促使相關(guān)工藝設(shè)計(jì)人員就能及時(shí)分析干涉產(chǎn)生的原因，同時(shí)也能以最快的速度調(diào)整和修改不科學(xué)的裝配工藝。例如，在對(duì)機(jī)翼實(shí)施裝配仿真時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)開合時(shí)蒙皮同卡板產(chǎn)生互相干涉，同時(shí)還會(huì)體現(xiàn)出降下架時(shí)機(jī)翼的局部干涉。這樣一來，設(shè)計(jì)人員就能在相關(guān)報(bào)告的基礎(chǔ)上仔細(xì)分析，及時(shí)調(diào)整。但是，盡管如此，機(jī)翼在實(shí)際生產(chǎn)過程中仍會(huì)產(chǎn)生一定程度的干涉現(xiàn)象，此時(shí)，還應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行分析，從而得知不同零件在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生一定程度微小的誤差，這些誤差不斷積累，在實(shí)際應(yīng)用過程中就會(huì)產(chǎn)生較大的問題，從而引起嚴(yán)重的裝配變形等現(xiàn)象。盡管如此，應(yīng)用該技術(shù)進(jìn)行裝配仿真后，在實(shí)施生產(chǎn)中仍比傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)中的誤差和干涉較少。

4 結(jié)語

在科學(xué)和信息技術(shù)不斷進(jìn)步的背景下，我國在進(jìn)行飛機(jī)裝配過程中應(yīng)用了裝配仿真技術(shù)，促使設(shè)計(jì)人員能在虛擬的環(huán)境中更具體地觀察飛機(jī)各部件的組裝及設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的不足，進(jìn)行修正，從而使實(shí)際生產(chǎn)過程中的失誤大大減少，提高飛機(jī)制作效率，有效降低成本。同傳統(tǒng)飛機(jī)裝配技術(shù)相比，該技術(shù)的應(yīng)用具有重要價(jià)值，值得我國相關(guān)部門進(jìn)行研究和應(yīng)用。

[1]李曉楓，王仲奇，康永剛.基于DELMIA的裝配過程仿真及其在飛機(jī)數(shù)字化柔性工裝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2012，（6）：92-95.

[2]應(yīng)征.飛機(jī)部件數(shù)字化調(diào)姿過程建模與仿真關(guān)鍵技術(shù)研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2013.

[3]鄒愛麗，王亮，李東升，等.數(shù)字化測量技術(shù)及系統(tǒng)在飛機(jī)裝配中的應(yīng)用[J].航空制造技術(shù)，2011，（21）：72-75.

Assembly Simulation Technology and Its Application in Aircraft Assembly

YAO Zhan,LI Cheng,WU Hui
(Aircraft Limited by Share Ltd Hanzhoun g Aircraft Branch,Hanzhong 723213)

In recent years,with the rapid development of science and information technology, China's economy has made great progress, while economic progress has led to the development of science and technology in our country. At this stage, in the process of the s tudy of aircraft as sembly, active application of digital assembly and assembly simulation technology, the effective application of these two technologies greatly improve the quality of aircraft production. On the basis of continuous practice, the digital assembly simulation technology has occupied an important position in the manufacturing of aircraft assembly. Therefore, it is very important to strengthen the assembly simulation technology and its application in aircraft assembly.

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