飞机虚拟装配技术应用及发展趋势分析

随着工业的发展,大型机械装备的设计、制造,尤其航空航天、军事装备领域发展较为迅速。大型装备的设计与生产带来的问题就是产品结构复杂、装配复杂,导致设计、生产过程经常出现差错。上个世纪80年代虚拟现实的概念提出,促进了大型装备虚拟装配技术的出现并迅速发展。虚拟装配就是充分利用现代信息技术,在虚拟的环境中开展产品设计、产品制造与产品装配,在生产之前完成装配过程,提前发现问题,减小差错。本文针对虚拟装配技术总结了其研究方向和研究重点,并基于工艺为中心的虚拟装配技术开展了飞机后机身模型构建、工艺设计、虚拟装配等工作。结合飞机后机身虚拟装配技术,跟踪后机身零部件生产、实际装配工作,总结和分析了虚拟装配技术在应用方面的问题。针对问题开展了虚拟装配技术发展趋势分析。     

面向大型复杂产品的虚拟装配技术研究

针对大型复杂产品在装配生产组织形式、人的参与程度、装配工艺流程的优化、装配人员培训和示教等方面的特点,分别进行了虚拟装配关键技术的研究。重点探讨了考虑人体活动的新型虚拟环境技术、CAD系统和虚拟装配系统的数据集成技术、装配工艺的生成及其优化技术、工艺文件生成和现场示教技术等4个方面。最后给出了开发的虚拟装配原型系统在某型号复杂产品中的应用实例。     

基于CATIA中DELMIA的虚拟装配技术的应用

以某产品的模具为例,对虚拟装配技术在模具产品上的运用进行了初步的探讨,从虚拟装配的实现流程、产品的层次结构划分、装配顺序规划及路径规划进行了分析,并基于CATIA实现了该产品组件的装配过程仿真,确定了合理的装配顺序和路径,为虚拟装配技术在产品上的深入应用提供了有益的探索。结合装配工艺的特点和要求,提出了基于虚拟装配技术进行装配工艺设计的流程;最后针对装配工艺设计的实现方法和软件系统做了概述。     

集成化虚拟装配工艺规划系统研究

在分析虚拟装配工艺规划技术特点的基础上，提出一个实用的集成化虚拟装配工艺规划系统，介绍了虚拟装配工艺规划系统的体系结构及其基本工作流程，并对虚拟产品装配模型、装配过程中知识辅助决策、装配现场工艺可视化等虚拟装配工艺规划系统的关键技术进行了论述。虚拟装配工艺规划系统已在航天产品的装配工艺设计中得到试用，取得了良好效果。     

数字化装配工艺技术的研究及应用

工艺是连接产品设计和生产制造的桥梁,随着数字化和信息化的发展,数字化工艺技术成为企业提高生产效益和产品质量的瓶颈,因此数字化工艺技术的发展应用成为亟待解决的关键问题。主要介绍了数字化装配工艺系统实施架构及装配工艺设计过程,同时以某典型制导产品为载体在数字化工艺系统进行验证应用,实现了在虚拟装配环境下进行产品装配顺序和装配活动的规划,表明了数字化装配工艺设计的应用效果。     

基于DELMIA与人机工程的航天产品虚拟装配仿真

针对目前我国航天制造企业依赖于实物模装进行装配工艺设计的现状,文中围绕某航天产品开展了虚拟装配仿真分析。基于MBD和“反装”的思路,以DELMIA为研究平台,在某航天产品实物装配前,对三维模型开展了虚拟装配研究。在虚拟装配过程中进行碰撞干涉检测,对装配顺序采用装配关联图进行分析,针对装配中的难点进行人机工程分析,并针对发现的问题就装配路径、装配顺序和装配方法提出了优化方案。同时,为更好地指导实物装配,采用了文字对话框等形式加强工艺表达,最终生成了可直接用于现场装配的工序顺序和装配指导演示视频。通过实际生产验证,该方法能够缩短产品从设计到最终实现的周期,有助于降低研制成本,保障航天产品装配质量。     

面向生产现场的虚拟装配工艺规划技术

针对生产现场的需求和虚拟装配技术的发展,阐述了虚拟装配技术在装配工艺规划、装配精度预分析、管路与线缆装配及装配现场管理等方面的应用和发展.提出了半沉浸式虚拟装配工艺规划系统的整体思路及实现方法;虚拟环境下的线缆和管路的离散控制点建模及动态布局技术;虚拟环境下的带公差的产品建模方法和装配精度预分析技术.指出虚拟装配工艺规划技术能充分利用人的经验和感知,通过模拟真实装配过程,不仅可实现产品的装配顺序和路径规划,而且也是提高装配精度和装配可靠性问题的有效手段,为提高装配现场现代化管理水平提供了有效途径.     

基于虚拟装配特征的虚拟装配研究

主要研究虚拟环境中产品的虚拟装配问题。在研究以往学者对装配特征定义的基础上 ,结合虚拟装配的特点 ,提出了虚拟装配特征的概念 ,虚拟装配特征不仅描述了产品中零件间的约束关系 ,而且描述了产品的公差。在充分考虑了公差对产品装配工艺计划和产品可装配性影响的情况下 ,提出了装配工艺计划算法。     

数字化装配仿真技术在空调领域中的应用

当下虚拟仿真技术日益成熟,在工业制造领域得到广泛应用,特别是汽车和航空行业,对于虚拟仿真技术的应用已达到领先水平。但在空调行业,传统二维工艺卡片指导生产的形式仍占据主流,许多问题在设计阶段无法发现和解决,导致产品研发周期长、首批生产异常多。文中基于数字化虚拟仿真技术,对某型驻车空调样机生产进行三维装配过程仿真。结果证明,运用虚拟仿真技术,在设计阶段即可发现装配工艺的不足,通过对装配顺序和装配路径的提前优化,异常问题被提前找出并规避,实际样机生产时间极大缩短,有效降低了产品研发成本和周期。     

面向产品全生命周期的虚拟装配技术研究

阐述了虚拟装配的内涵。从可装配性设计原则、可装配性分析评价和装配过程仿真3个方面,建立了面向产品全生命周期的虚拟装配技术体系结构,并分析了该体系结构的虚拟性、并行性、集成性和协同性的特点。对虚拟装配模型、虚拟可装配性分析与评价、虚拟装配工艺规划及虚拟装配系统规划等虚拟装配关键技术进行了研究,并初步构建了面向产品全生命周期的虚拟装配环境。     

基于装配工艺规程的产品虚拟装配技术

描述了VPD环境下的产品装配模型，建立了产品装配模型的数据结构，定义了产品装配模型系统的结构组成及模块功能；参照加工工艺规程，提出了虚拟产品装配工艺规程的概念；结合挤塑模和轻型客车的虚拟装配、活塞连杆机构及发动机的运动过程，实现了基于真实动画感的VPD环境下的产品虚拟装配及虚拟工作过程仿真。     

基于UG装配工艺卡片自动生成的研究及系统扩展

提出了一种虚拟装配系统的体系结构,在此基础上构建了相应的集成化产品装配模型。开发出的虚拟装配系统,解决了产品CAD系统中产生的结构参数与产品几何模型尺寸参数间的传递问题,实现了模型库与尺寸参数数据库的双向关联;装配系统不仅具有装配工艺规划与仿真功能,其装配工艺后处理模块还能快捷有效地生成符合工厂要求的装配工艺卡片;应用表明,该虚拟装配系统能够有效支持产品装配工艺规划的全过程。     

面向航天产品部段仪器数字化装配的人机工程分析

为提高航天产品装配质量、缩短装配生产周期、改善现有装配模式,根据产品装配工艺特性,研究了部段仪器数字化装配的人机工程仿真建模方法与装配评价方法,利用DELMIA平台对部段仪器的装配过程进行了虚拟人机工程仿真,对装配工艺路径、操作视野可视性、装配空间可达性以及工作姿态舒适性进行分析,并对装配工艺的不足提出了建议与改进措施.仿真结果表明,该方法能有效预测航天产品部段仪器装配过程中潜在的问题,提供更为合理的工艺解决方案,为数字化装配工艺研究奠定基础.     

舰艇三相异步电机虚拟装配及运动仿真技术研究

为了验证舰艇电机装配的层次、顺序、约束是否合适,基于SolidWorks三维建模,开展了舰艇三相异步电动机装配体设计,并应用此软件制作了电机装配的动画,实现了舰艇三相异步电机的虚拟装配。装配三维动画逼真生动、简洁明了,通过对电机装配体进行零件的3D参数化设计和装配体分析,确定了舰艇三相异步电机最佳装配的次序、路径,为进一步降低电机制造成本、缩短生产周期奠定了理论基础。     

基于DELMIA的智能工艺体系关键技术研究与运用

针对传统制造和装配工艺规划自动化程度低、周期长、成本高、不能满足现代工艺制造需求的现状,提出了一种基于DELMIA软件系统的智能工艺体系。重点分析了DELMIA中产品-工艺-资源的全局工艺规划、虚拟装配动态仿真关键技术,并通过变速器箱体的机械加工工艺设计与变速器的装配仿真进行了实例验证,最后提出了采用BP神经网络算法对虚拟装配路径进行评价。结果说明,基于DELMIA的智能工艺体系能够显著提高产品的研发效率。     

虚拟装配工艺规划实现技术研究

对虚拟环境下的产品装配工艺规划进行了研究,分析虚拟环境下面向集成的装配工艺规划系统结构。对虚拟装配工艺规划的三个核心问题(装配模型、装配序列规划和装配路径规划)进行描述,提出虚拟环境下面向工艺设计的产品装配模型总体结构。给出虚拟环境下装配约束关系的识别方法,实现了零部件基于约束的三维空间导航运动。建立原型系统,能够为虚拟环境下的装配工艺规划奠定基础。     

虚拟现实仿真技术研究与应用

介绍了虚拟现实仿真技术的特点和研究现状,对虚拟装配技术研究中的装配模型创建及多源数据模型转换、装配顺序规划、装配干涉检查及路径规划等方面进行了分析。通过虚拟装配仿真,能够真实地反映实际装配过程中遇到的各种问题,提高装配效率,缩短产品研制周期。围绕数字工厂技术,开展车间工艺布局仿真、生产线虚拟运行和仿真资源库构建技术研究,对生产线配置、物流工具配置和生产能力等方面进行评估优化,提高了车间资源利用率,实现了提高生产效率、节约投资成本的目标。     

基于SoildWorks的虚拟装配工艺研究

介绍虚拟装配技术的研究现状及应用背景,阐述虚拟装配的工作流程,分析总结虚拟装配的工作内容。在此基础上,选用SoildWorks,为构建虚拟装配工艺设计平台。以光伏防雷汇流箱的装配过程为例,结合工程实践,缩短产品的开发流程,提高光伏防雷汇流箱的质量,更好地指导实际生产。     

基于Solidworks印制板钻床Z轴的虚拟装配

运用Solidworks三维软件,建立印制板钻床Z轴部分的三维模型,通过虚拟装配把零件组装成整体,根据装配的先后顺序,显现Z轴部分各个零件间的装配关系,利用干涉检查,查找虚拟装配中的弊端,加以改进,完善虚拟装配,装配最后通过制作动画来演绎其运动过程仿真.进而提高了产品的研发速度,降低了加工成本,规范了装配工艺,提高了生产效率.     

产品装配分析环境的构建

采用Visual C 编程语言，在现有CAD系统的基础上，以Object ARX为开发工具，建立了产品装配分析系统基本结构，可直观演示人机交互拆、装过程，分析装配几何体设计中的缺陷，提取相关装配特征信息，进行装配顺序分析和工艺规划。在Open Inventor虚拟现实软件开发包的基础上，开发了虚拟装配环境，构建了虚拟装配系统的结构框架，实现了从CAD环境到虚拟装配环境产品几何模型数据的传递，演示了产品在虚拟环境下的拆卸过程。