馬寧宇 王金權(quán)

摘 要：MBD（基于模型的工程定義）技術(shù)在工業(yè)和制造業(yè)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，改變了以往通過二維工程圖紙描述零件幾何信息的方式，轉(zhuǎn)而利用三維模型來定義尺寸、公差和工藝信息，為零件的加工、檢測提供了技術(shù)支持。航空飛機上所用的很多零件，對精密度有極其嚴(yán)格的要求，基于MBD的數(shù)字化零件檢測，對保證零件加工制造的精度，降低殘次品率有積極幫助。本文分別從可檢測性分析，檢測工藝的規(guī)劃、仿真、審簽，以及產(chǎn)品質(zhì)量分析等方面，對這一技術(shù)的工藝流程和操作要點展開了簡要分析。

關(guān)鍵詞：MBD;航空零件;數(shù)字化;檢測技術(shù)

0.引言

在我國航空行業(yè)逐步實現(xiàn)設(shè)計、制造、裝配數(shù)字化的背景下，推廣基于MBD的數(shù)字化零件檢測技術(shù)，有其可行性和必要性。在運用這一技術(shù)時，要求相關(guān)人員必須熟悉其工藝流程，以及每個環(huán)節(jié)中需要重點關(guān)注的技術(shù)要點，例如在可檢測性分析環(huán)節(jié)，要明確模型基本信息，進(jìn)行模型規(guī)范檢查;在檢測工藝規(guī)劃環(huán)節(jié)，要做好基準(zhǔn)定位和測量路徑規(guī)劃。只有熟悉這些操作要點，才能將基于MBD的數(shù)字化零件檢測技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢發(fā)揮出來。

1.可檢測性分析

在數(shù)字化檢測的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，可檢測性分析是一項關(guān)鍵技術(shù)，其目的是判斷檢測模型是否符合標(biāo)準(zhǔn)，同時通過提取待檢測信息，判定在現(xiàn)有的設(shè)備條件下，是否可以滿足檢測要求。可檢測性分析結(jié)果顯示符合要求后，繼續(xù)進(jìn)行下一步驟。該環(huán)節(jié)又可細(xì)分成3個部分。

（1）定義檢測模型。為了讓檢測工作順利進(jìn)行，并獲取想要的檢測結(jié)果，需要結(jié)合待檢測零件的特點，對MBD檢測模型進(jìn)行定義。例如尺寸信息方面，包括直徑、角度等;形狀信息方面，包括圓度、平面度;輪廓信息方面，包括線輪廓度、表面粗粗糙度。（2）規(guī)范性檢查?；贛BD的數(shù)字化檢測，必須要保證檢測模型本身不存在問題，例如模型標(biāo)注符合規(guī)范、模型信息準(zhǔn)確完整。檢查結(jié)果顯示合格，則進(jìn)入下一步驟;反之，檢查不合格需要重新返回設(shè)計部門，繼續(xù)進(jìn)行模型優(yōu)化后，重復(fù)上述步驟，直到合格。檢查流程如圖1所示。（3）公差標(biāo)注。為了提高檢測的準(zhǔn)確性，需要將數(shù)字化檢測中，允許的最大公差標(biāo)注出來。如果超出最大允許誤差，則零件精準(zhǔn)度不達(dá)標(biāo)。

2.檢測工藝規(guī)劃

航空飛機中的很多零件，其結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜多樣，要想準(zhǔn)確、全面的測量其特征信息，需要使用多種檢測設(shè)備。而數(shù)字化檢測環(huán)境下，采取的方法是建立監(jiān)測設(shè)備資源庫和檢測分工知識庫，可以對各種類型的精密零件，根據(jù)其基準(zhǔn)類別、特征類型和精密等級，挑選恰當(dāng)?shù)臋z測設(shè)備，指導(dǎo)數(shù)字化檢測工作的順利開展。實際進(jìn)行零件檢測時，需要使用到夾具對待檢測零件進(jìn)行固定，為了體現(xiàn)出數(shù)字化檢測的規(guī)范性，也需要在計算機的仿真系統(tǒng)中，建立檢測專用夾具庫。同時，還要定期做好數(shù)據(jù)庫內(nèi)信息的更新，保證虛擬夾具的種類、參數(shù)等，與實體夾具保持一致。完成上述準(zhǔn)備工作后，設(shè)計測量路徑，為下一步開展工藝仿真提供必要指導(dǎo)。

3.檢測工藝仿真

按照規(guī)劃好的測量路徑，首先在離線環(huán)境下進(jìn)行一次仿真運行，檢查整個運行期間有無發(fā)生碰撞、有無超行程錯誤等常見問題。如果發(fā)現(xiàn)問題，需要對測量路徑重新進(jìn)行優(yōu)化。另外，還需要考慮到不同型號產(chǎn)品，對數(shù)字化測量可能產(chǎn)生的影響，因此在進(jìn)行在線仿真實驗前，還要對檢測程序格式做統(tǒng)一處理，所有程序格式均遵循DMIS標(biāo)準(zhǔn)，然后連接網(wǎng)絡(luò)，啟動測量設(shè)備對待測零件進(jìn)行數(shù)字化檢測。

4.檢測工藝審簽

基于MBD的數(shù)字化檢測中，審簽也是其中一個重要的流程。根據(jù)以往經(jīng)驗，在數(shù)字化檢測中經(jīng)常會因為檢測模型不精準(zhǔn)，或是檢測工藝規(guī)劃不科學(xué)等一系列問題，導(dǎo)致檢測質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。為了避免此類問題的發(fā)生，引進(jìn)了審簽環(huán)節(jié)。具體操作如下：首先，設(shè)立審簽表格，將程序運行過程中提取到的關(guān)鍵信息，全部記錄在審簽表格中。例如之前的可檢測性分析結(jié)果、檢測工藝仿真結(jié)果等等。其次，負(fù)責(zé)審簽的人員，對上述信息進(jìn)行整理，保證信息真實且填寫無誤后，將表格發(fā)送給審簽部門，進(jìn)行驗收。確定不存在問題后，將審簽合格后的表格，重新發(fā)回。

5.檢測效果表達(dá)

以審簽結(jié)果作為參照，開始進(jìn)行數(shù)字化檢測。在檢索欄中輸入待檢測零件的編號，然后由系統(tǒng)從數(shù)據(jù)庫中提取該零件的模型。將待檢測的零件放置在指定位置，從夾具庫中選擇合適的夾具，對待檢測零件進(jìn)行固定。完成上述工作后，系統(tǒng)啟動程序進(jìn)行測量。將檢測所得的各項結(jié)果，錄入到檢測報告表中，所有檢測項目完成后，匯總檢測數(shù)據(jù)，生成一份檢測評估報告。將電子板的檢測評估報告單獨保存，重新將檢測所得數(shù)據(jù)返回至CAD軟件中，利用待檢測零件的三維模型，標(biāo)記理論值與實測值的差異，兩者的差異使用不同顏色進(jìn)行標(biāo)記，方便技術(shù)人員直觀的掌握零件的檢測結(jié)果。

6.產(chǎn)品質(zhì)量分析

該技術(shù)通過檢測模型即可實現(xiàn)檢測夾具的裝夾、檢測工藝規(guī)劃、檢測程序的編制和仿真并推送至檢驗現(xiàn)場，實現(xiàn)了在線生產(chǎn)與線外檢驗的并行進(jìn)行，從而大大縮短了首件檢驗時間。建立檢測結(jié)果數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行統(tǒng)計過程控制分析，實現(xiàn)對超差結(jié)果的實時預(yù)警。

7.數(shù)據(jù)傳遞與管理

在整個數(shù)字化檢測流程中，各個環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、信息、資料等，都需要收集起來，并按照標(biāo)準(zhǔn)格式進(jìn)行存儲。通過構(gòu)建航空零件數(shù)據(jù)庫，將這些信息存儲到數(shù)據(jù)庫中，為今后的零件數(shù)字化檢測工作開展和持續(xù)優(yōu)化提供必要的參考。

8.結(jié)語

在航空零件的生產(chǎn)、制造、檢測等各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)數(shù)字化的背景下，基于MBD的數(shù)字化零件檢測技術(shù)得到了推廣應(yīng)用。相比于普通的零件檢測模式，其應(yīng)用優(yōu)勢不僅僅體現(xiàn)在檢測效率更高、結(jié)果更加精確等方面，更重要的是實現(xiàn)了一套標(biāo)準(zhǔn)化的檢測體系，最大程度上杜絕了以往人工操作檢測，存在的誤差較大的問題，對提升零件檢測結(jié)果的可信度有積極幫助。在運用這一技術(shù)時，還要求技術(shù)人員必須熟悉整個流程，并且在可檢測性分析、檢測工藝規(guī)劃、檢測工藝仿真等環(huán)節(jié)，采取重點管控措施，才能為高精度的零件加工與制作提供技術(shù)參考。

參考文獻(xiàn)：

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