◎郭海陽

一、當(dāng)前飛機(jī)裝配中存在的問題

1.組件資源的共享利用程度不高。

飛機(jī)制造中所需的裝配組建數(shù)量較多、形狀多樣，在裝配時(shí)必須保證每一種組件對(duì)應(yīng)一種工裝，這樣才能讓組建被牢牢固定，滿足裝配要求。但是在實(shí)際工作開展時(shí)，雖然組件資源較為豐富和多樣，但是相互之間沒有實(shí)現(xiàn)充分的共享。除了會(huì)直接影響整機(jī)裝配效率外，也有可能因?yàn)檠b配時(shí)選用的組件不合適，而影響到裝配結(jié)果，給飛機(jī)結(jié)構(gòu)安全留下質(zhì)量隱患。在飛機(jī)裝配作業(yè)數(shù)字化發(fā)展背景下，如何實(shí)現(xiàn)組件資源的整合與共享，也成為現(xiàn)階段必須要考慮的問題。

2.設(shè)計(jì)模型維護(hù)不到位。

根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)積累，目前飛機(jī)制造公司已經(jīng)設(shè)計(jì)并使用了多種類型的工裝組建，基本上能夠滿足現(xiàn)階段飛機(jī)裝配的使用需求，在提升裝機(jī)效率方面也發(fā)揮了顯著的作用。但是我們也應(yīng)當(dāng)看到，由于維護(hù)不到位、管理不科學(xué)，一些組件在使用完畢后，隨意放置在車床或其他地方，容易受到污染和損壞。這樣就會(huì)導(dǎo)致組件的精度受到影響，對(duì)今后的飛機(jī)裝配結(jié)果也會(huì)造成干擾。例如，一些夾緊組件因?yàn)槭軗p而不能將裝配工件牢牢固定，就會(huì)因?yàn)榱悴考蓜?dòng)而影響裝機(jī)質(zhì)量。

二、飛機(jī)裝配工裝組件庫與快速裝配設(shè)計(jì)

1.組件庫的建立與管理。

要想實(shí)現(xiàn)快速裝配設(shè)計(jì)，首先要建立基于各類工裝組建的數(shù)據(jù)庫，利用計(jì)算機(jī)和相關(guān)軟件，從數(shù)據(jù)庫內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的快速調(diào)用和整合利用，進(jìn)而為快速裝配設(shè)計(jì)提供支持?？梢岳脪呙鑳x等設(shè)備，對(duì)本公司現(xiàn)有的一些工裝組件進(jìn)行掃描，獲取其三維坐標(biāo)，然后通過特定的軟件，在計(jì)算機(jī)中形成三維圖像。將所有工裝組件全部掃描完成后，數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)，形成一個(gè)組件庫?？紤]到組件庫內(nèi)數(shù)據(jù)的安全性，還必須設(shè)置不同的訪問權(quán)限，防止數(shù)據(jù)被破壞、泄露。例如，普通員工只能進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢和調(diào)用，以支持快速裝配設(shè)計(jì)工作的開展，但是沒有權(quán)限進(jìn)行數(shù)據(jù)更新等操作。而管理人員則具有組件庫的操作權(quán)限，例如上傳新的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)維護(hù)等。只有定期進(jìn)行組件庫的維護(hù)，才能讓組件資源不斷豐富，在快速裝配設(shè)計(jì)中發(fā)揮更大的作用。

2.組件庫系統(tǒng)的文件存儲(chǔ)機(jī)制。

不同的工位上，由于裝配任務(wù)不同，因此所用的工裝組建也存在很大差異。為了實(shí)現(xiàn)組件庫內(nèi)數(shù)據(jù)信息的集中管理和統(tǒng)一調(diào)配，必須要引進(jìn)文件存儲(chǔ)機(jī)制，并且由管理中心的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行單獨(dú)管理。入庫的產(chǎn)品既有單個(gè)零件的設(shè)計(jì)文件，又有裝配體設(shè)計(jì)文件。僅僅把裝配體文件上傳到服務(wù)器不會(huì)保存產(chǎn)品的所有設(shè)計(jì)信息。因此需要在把裝配體文件上傳到文件服務(wù)器的同時(shí)，把該文件相關(guān)聯(lián)的所有的零件設(shè)計(jì)文件和子裝配件設(shè)計(jì)文件一同上傳到文件服務(wù)器，并把上傳的文件重新進(jìn)行命名編號(hào)和關(guān)聯(lián)設(shè)置，系統(tǒng)才可以調(diào)用入庫的文件。這項(xiàng)工作需要由組件庫系統(tǒng)自動(dòng)完成。裝配體的文件關(guān)聯(lián)信息保存在產(chǎn)品文件的樹結(jié)構(gòu)中，只有通過CATIA的二次開發(fā)工具CAA，才可以實(shí)現(xiàn)對(duì)裝配體模型樹的遍歷，查詢關(guān)聯(lián)文件。

3.基于參數(shù)的組件實(shí)例化調(diào)用技術(shù)。

本組件庫系統(tǒng)集成了基于參數(shù)的組件實(shí)例化調(diào)用技術(shù)。用戶無需將系列化組件導(dǎo)入產(chǎn)品模型，或是將原有參考文檔下載到自己的工作目錄下，然后再通過復(fù)雜的參數(shù)選擇和設(shè)置得到所需的產(chǎn)品實(shí)例。通過實(shí)例化調(diào)用導(dǎo)入的組件就是設(shè)計(jì)者所需要的特定產(chǎn)品模型，使得在導(dǎo)入產(chǎn)品的同時(shí)，完成系列產(chǎn)品的參數(shù)配置工作。實(shí)例化功能會(huì)對(duì)所有實(shí)例化的對(duì)象進(jìn)行重新編號(hào)，包括裝配體文件和與其關(guān)聯(lián)的零件文件，以區(qū)分實(shí)例化對(duì)象和它所引用的參考文檔。實(shí)例化調(diào)用不僅針對(duì)單個(gè)零件系列，對(duì)于由裝配體構(gòu)成的系列組件同樣適用。

使用者通過客戶端的人機(jī)交互界面，在“檢索欄”中輸入想要查詢組件的關(guān)鍵信息，然后點(diǎn)擊搜索后，就會(huì)在顯示欄中將所有符合檢索條件的組件列出。使用者可以快速瀏覽，并準(zhǔn)確定位自己想要使用的目標(biāo)參數(shù)。然后將該組數(shù)據(jù)選種，并將其從組件庫中導(dǎo)出。導(dǎo)出的信息會(huì)直接進(jìn)入到預(yù)裝配組件的控制終端，然后在顯示屏上展示出三維組件模型。使用者可以直觀的了解該模型是否符合使用要求，并對(duì)存在瑕疵的地方，進(jìn)行在線修改，提高了組件模型的設(shè)計(jì)精度。

4.工裝快速裝配設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)。

所謂裝配設(shè)計(jì)，就是通過定義預(yù)裝配部件和導(dǎo)入產(chǎn)品的一對(duì)或若干對(duì)幾何特征的約束，從而確定二者的空間位置關(guān)系?？焖傺b配是指針對(duì)在某一裝配模型中裝配多組相同規(guī)格零組件的情況，在定義零組件的裝配特征和分析零組件與裝配模型之間約束關(guān)系特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)用戶在裝配模型上選擇較少的裝配約束幾何元素，自動(dòng)定義約束關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)零組件的快速成批裝配。

由于飛機(jī)裝配中零件的種類多、樣式豐富，在運(yùn)用快速裝配設(shè)計(jì)時(shí)，可以批量化的選擇添加組件模型信息。另外，還可以利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢查工件與組件之間的適配信息，如果兩者適配，則完成快速裝配；反之，則計(jì)算機(jī)自動(dòng)提示兩者之間存在的信息差異，方便技術(shù)人員找到問題所在，并重新調(diào)整組件信息。

以螺紋連接件的裝配設(shè)計(jì)為例，用戶只需選中預(yù)裝配產(chǎn)品的一個(gè)孔，系統(tǒng)會(huì)通過高亮顯示的方式提取出該產(chǎn)品上所有具有相同直徑的孔，提示用戶是否為所有選中的孔進(jìn)行相同的裝配操作。由于被導(dǎo)入產(chǎn)品的裝配特征已經(jīng)發(fā)布，用戶無需對(duì)導(dǎo)入組件的幾何元素進(jìn)行選取工作。此時(shí)經(jīng)用戶確認(rèn)，即可添加正確的約束關(guān)系，一次性完成多個(gè)螺栓的裝配設(shè)計(jì)。

三、結(jié)語

信息技術(shù)在飛機(jī)制造領(lǐng)域的應(yīng)用正變得越來越廣泛，依托信息技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在提高裝配精度和效率方面，作用顯著。通過建立裝配工裝組件庫，可以通過掃描等方式，在計(jì)算機(jī)上展示各類組件的三維模型，然后利用相關(guān)的軟件完成快速裝配設(shè)計(jì)，極大的減輕了人工壓力，也推動(dòng)了飛機(jī)裝配向自動(dòng)化、高精度、高效率等方向的發(fā)展。