飛機(jī)構(gòu)件的虛擬裝配技術(shù)

張秋月

摘 要： 虛擬裝配技術(shù)是飛機(jī)制造中一個(gè)新興研究方向，它是將虛擬制造技術(shù)與飛機(jī)裝配技術(shù)完美結(jié)合的產(chǎn)物，本文研究飛機(jī)虛擬裝配技術(shù)，CATIA裝配模型的建立，以及虛擬裝配中裝配可達(dá)性研究與虛擬仿真技術(shù)。

關(guān)鍵詞： 虛擬裝配；CATIA裝配模型；可達(dá)性研究與虛擬仿真

1.虛擬裝配

虛擬裝配技術(shù)是通過(guò)計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，將實(shí)際裝配過(guò)程在軟件上進(jìn)行模擬，通過(guò)這種方式可以解決設(shè)計(jì)和裝配過(guò)程中實(shí)際動(dòng)態(tài)問(wèn)題，所以虛擬裝配技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品零部件的虛擬分析和虛擬設(shè)計(jì)，可以將零件從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)所能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析與解決。

虛擬裝配在飛機(jī)構(gòu)件的設(shè)計(jì)中有著很重要的地位，它是設(shè)計(jì)零件機(jī)構(gòu)、布局、材料、裝配、公差等方面的重要環(huán)節(jié)，它的特點(diǎn)如下：

（1）擬定結(jié)構(gòu)方案，通過(guò)虛擬裝配技術(shù)可以將零件的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)完成，通過(guò)對(duì)零件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和裝配中的約束，將零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最優(yōu)；

（2）改善裝配性能，因?yàn)樗梢詫?shí)現(xiàn)裝配的虛擬仿真，所以可以優(yōu)化裝配，將飛機(jī)裝配成本降低，同時(shí)還能保證飛機(jī)構(gòu)件裝配到位，實(shí)現(xiàn)裝配精度的可可控化；

（3）產(chǎn)品制造的基礎(chǔ)和依據(jù)，產(chǎn)品零件可以實(shí)現(xiàn)虛擬制造，所以在零件的實(shí)際加工中，虛擬技術(shù)可以指導(dǎo)加工；

（4）產(chǎn)品設(shè)計(jì)的技術(shù)支持和保證，通過(guò)虛擬技術(shù)，可以將設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析，對(duì)設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行驗(yàn)證。

通過(guò)以上虛擬裝配技術(shù)的特點(diǎn)，可以總結(jié)出虛擬裝配技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)，具體內(nèi)容如圖1.1。

2.CATIA裝配模型

CATIA軟件是非常綜合的軟件，它包含機(jī)械設(shè)計(jì)、數(shù)字樣機(jī)、數(shù)控加工、分析與仿真等模塊，它的技術(shù)特點(diǎn)如下：

（1）具有先進(jìn)的混合建模技術(shù)，在軟件的設(shè)計(jì)環(huán)境中，無(wú)論是實(shí)體還是曲面都能進(jìn)行建模；

（2）方便維修和修改，在整個(gè)軟件設(shè)計(jì)中，無(wú)論是在設(shè)計(jì)中還是在后期都能進(jìn)行修改；

（3）具有全相關(guān)性，CATIA的各個(gè)模塊是基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)；

（4）產(chǎn)品開(kāi)發(fā)全過(guò)程，CATIA對(duì)產(chǎn)品的誰(shuí)到最終的完成，都能實(shí)現(xiàn)精確可靠的控制和管理。

3.可達(dá)性研究與虛擬仿真

產(chǎn)品的可裝配行是指產(chǎn)品相對(duì)于裝配資源的裝配難易程度的一種度量，它與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、裝配方法和裝配資源有著密切的關(guān)系，裝配可達(dá)性是裝配評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之一，它是零部件在規(guī)劃好的裝配路徑、順序中，在人的操作下的可達(dá)性。

DELMIA軟件就是一個(gè)人機(jī)工作軟件，可以快速的對(duì)人體進(jìn)行建模和分析，分析的內(nèi)容包含物體的可及性、視點(diǎn)、姿態(tài)分析、舉升分析，人機(jī)工程師對(duì)虛擬人體進(jìn)行控制，虛擬人體在各種實(shí)際裝配中的操作，對(duì)其進(jìn)行測(cè)試和分析，在一些裝配中，安裝的位置處于密閉的環(huán)境中，人體在裝配中，只能通過(guò)裝配孔對(duì)其進(jìn)行裝配，這時(shí)候裝配路徑影響很大，可達(dá)性試驗(yàn)就能對(duì)其進(jìn)行校驗(yàn)，通過(guò)這種方式來(lái)查找產(chǎn)品在裝配中存在的問(wèn)題。

通過(guò)軟件的虛擬仿真，在虛擬裝配中通過(guò)規(guī)劃裝配順序和路徑，在考慮裝配的可達(dá)性，如果裝配中人體不能完成零件的裝配，可以將這個(gè)裝配工序進(jìn)行優(yōu)先安排，同時(shí)檢驗(yàn)裝配路徑是否能滿足實(shí)際裝配中的要求。

結(jié)論

本文是通過(guò)飛機(jī)構(gòu)件為研究基礎(chǔ)，結(jié)合虛擬裝配技術(shù)，對(duì)其進(jìn)行分析，在結(jié)合CATIA對(duì)構(gòu)件進(jìn)行深層次研究與探討，同時(shí)還利用虛擬技術(shù)，對(duì)構(gòu)件和工裝進(jìn)行路徑規(guī)劃，干涉和碰撞檢查，保證飛機(jī)構(gòu)件的裝配正確性，保證飛機(jī)制造和裝配的周期，降低制造費(fèi)用，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

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