数字化装配仿真装配技术在飞机装配中的应用

李云鹏

摘 要：飞机是一项复杂性极高的设备同时也是一个国家工业技术水平的集中体现。在飞机的制造过程中，除了严格要求的飞机零部件制造外，飞机的装配也是一项技术要求极高的工作。随着电子和信息技术的发展，在飞机装配的过程中通过积极引入数字化装配和装配仿真技术用以提高飞机装配质量是现今乃至今后一段时间飞机装配发展的重点。随着数字化装配仿真装配技术的不断发展进步，现今数字化装配仿真装配已经广泛应用于飞机装配及相关制造业中并取得了良好的装配效果。文章在分析数字化装配仿真装配技术特点的基础上对数字化装配仿真装配技术在飞机装配中的应用进行分析介绍。

关键词：数字化装配仿真装配；飞机装配；应用

中图分类号：V262 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）23-0155-02

前言

数字化装配仿真装配技术起始于上世纪90年代。通过在飞机装配中应用数字化装配仿真装配技术后发现数字化装配仿真装配技术能够极大的提升飞机装配等的综合质量。随着科学技术的不断进步以及数字化仿真技术的发展和进步，数字化装配仿真装配技术已经应用于飞机装配领域外的很多工业制造领域中并取得了良好的应用效果。飞机装配工作量大、技术要求高，通过采用数字化装配仿真装配技术能够对飞机装配中所使用的大量的零部件进行三维动态模拟仿真，用以对整个机构的运动过程进行直观的观测从而对仿真零部件运动的极限位置转角、干涉情况以及空间运动位置等的参数进行分析，帮助飞机设计人员降低产品开发周期和成本，提升飞机装配质量。

1 数字化装配仿真装配技术简析

数字化装配仿真装配技术可以被简称为装配仿真技术。随着科技的应用和发展，现今的数字化装配仿真装配技术在应用的过程中主要被应用对所设计的产品能否有效的完成组装和拆卸进行模拟，并对这一过程提供相关的验证。以便为设计人员提供良好的产品设计参考。此外在产品的装配过程中，通过使用数字化装配仿真装配技术还能够对产品的装配流程进行模拟规划，用以指导产品的装配。现今，数字化装配仿真装配技术在应用的过程中主要包含人机工程仿真、装配顺序仿真等的内容。在数字化装配仿真装配技术的应用过程中所具有的最大的优点是能够在产品设计的过程中通过虚拟模拟的方式对产品的设计方案和制作工艺进行模拟检验，通过虚拟化的模拟装配能够及时的发现产品设计中所存在的诸多不足从而减少实际生产中的失误。数字化装配仿真装配技术最早是被设计应用于飞机装配中的，通过多年的应用和发展，数字化装配仿真装配技术现今在飞机装配中的作用越来越重要，并取得了良好的装配应用效果。

2 数字化装配仿真装配技术在机翼结构装配中的应用

飞机机翼是飞机制造及装配中要求精度较好的一环。在飞机机翼的制造和装配中对于飞机机翼外形的构造要求精度较高，尤其是在飞机机翼中，翼肋和纵墙等分布较密且结构复杂，在机翼的内部拥有较多的钣金结构件，大量且复杂的结构件极大的加深了飞机机翼装配的难度。因此，在飞机机翼的制造装配中应用数字化装配仿真装配技术是十分必要的。现阶段，在飞机机翼的装配过程中仍采用铰接和螺纹连接作为连接的主要方式，外加飞机机翼对于外形精度要求较高，其所采用材料则主要是小刚度的薄壁和钣金部件。因此在飞机机翼的装配过程中极易因外力而导致机翼产生应力变形。为确保飞机机翼的良好安装，在飞机机翼的装配过程中需要采用装配型架来对机翼各组件进行固定，以确保装配工程中各部件被夹紧以便在飞机机翼的装配中提供较高的准确度。在飞机机翼的装配过程中需要根据实际的情况来对装配工艺进行选择，通常状况下可以首先在飞机机翼的蒙皮、翼肋等组件的组装过程中应用单个零部件，同时在装配时做好耳片、加强筋等部件的组装，待到上述工序完成后再对飞机机翼的翼尖和副翼等的部位进行组装装配，最后完成飞机机翼的整体总装。

在飞机机翼的装配模拟中，通过应用数字化装配仿真装配技术可以有效的对飞机机翼的装配进行模拟，以便对飞机机翼装配中所存在的问题进行发现并进行解决。在应用数字化装配仿真装配技术时，首先对飞机机翼的模拟装配环境进行仿真。在应用数字化装配仿真装配技术对仿真环境进行模拟时可以应用DELMIA，之后将其导入到工装型架和三位数字两种模型。上述两种模型是经过严格而精心的设计的。待到仿真环境模拟完成后，需要对相应位置的联系进行一定的调整使其符合模拟要求。在创建装配仿真工艺流程的过程中，需要严格的按照装配顺序来施行，并在这一过程中将工装信息和飞机机翼的装配仿真工艺进行有机的联合。待到上述过程完成后即可完成机翼相关装配工艺流程的构建和调整，并将相关资源模型和产品指派到设计好的流程和节点中。

在应用数字化装配仿真装配技术的过程中，待到完成飞机机翼模型的模拟后，需要对飞机机翼的装配顺序进行验证。在验证装配顺序的过程中，需要充分考虑到相关资源的信息和飞机机翼的装配流程。并在充分应用已经定义好的飞机机翼装配路径的基础上促使三维动态仿真在飞机机翼的装配流程模拟中得到充分的实现。在分析飞机机翼装配流程的过程中应当在DPM中加以实现，以便在模拟中对飞机机翼在装配中的距离和间隙进行分析和测量，同时应用数字化装配仿真装配技术能够对飞机机翼在装配中的运动空间以及装配所需要的时间等进行模拟分析。通过应用数字化装配仿真装配技术的模拟计算能够将飞机机翼在装配中的各项参数及结果及时的反馈至飞机设计人员手中，从而促使飞机设计人员能够更加直接的对飞机机翼在装配空间、装配路径以及装配顺序中所存在的问题进行分析，并在后续过程中对其进行优化，用以改进和指导飞机机翼装配工艺的合理化和科学化。在使用DELMIA来对飞机机翼进行装配仿真时，此模拟环境还能有效的对装配环境干涉进行分析。比如说，模拟仿真环境中的工具条内部存在的摩擦检查设备能够对飞机机翼装配运动过程中的各种不同零部件和工装等所产生的干涉进行充分的模拟和检测，一旦在模拟中发现装配存在干涉将会对设计人员提出警告，并将检验后的相关数据自动提供给相关的设计人员。报告中会包含有飞机机翼在装配中的干涉区域、干涉的内容以及相应的零部件等的信息。用以方便飞机机翼的工艺设计人员根据所反馈的信息查找飞机机翼在装配中存在干涉的原因，同时也能根据所存在的问题及时的对飞机机翼的装配工艺和流程进行快速的调整和修改。比如说，在对飞机机翼的装配模拟进行仿真时，对于可能出现的开合时蒙皮同卡板所产生的相互干涉的问题，同时还会体现出降下架是飞机机翼的局部干涉问题。针对这一数字化装配仿真装配技术所发现的飞机机翼装配中所反馈的干涉问题，飞机装配工艺的设计人员需要根据所反馈的装配干涉信息及时的装配工艺中所存在的问题进行查找并及时调整飞机机翼的装配工艺，以便确保飞机机翼的装配质量。但是尽管采用数字化装配仿真装配技术能够排除飞机机翼在装配过程中所存在的干涉现象，但是在实际的飞机机翼的装配过程中仍然会存在着一定的干涉问题。通过研究分析，造成这一现象的主要原因是由于在飞机机翼的装配过程中，不同的零部件在生产和装配过程中会存在一定程度上的细小误差。这些误差在飞机机翼的装配过程中不断的累积并在装配中逐渐的显现出来从而造成严重的装配变形等的现象，影响飞机机翼的装配效果。尽管如此，在应用数字化装配仿真装配技术对飞机机翼进行模拟装配后将极大的降低飞机机翼在生产和装配中所存在的误差和干涉，提高了飞机机翼的装配效率和质量。为做好数字化装配仿真装配技术在飞机装配中的应用应当积极做好数字化装配仿真装配技术的研究和应用，最大限度的降低飞机装配中所存在的误差。提高飞机机翼的装配效率。

此外，在飞机装配过程中，飞机装配顺序、人机工程等都有着数字化装配仿真装配技术的良好应用。在飞机装配顺序验证中通过利用三维装配仿真技术能够在虚拟的情况下对飞机在装配过程进行动态而持续的仿真，这一模拟方式有助于对飞机在装配过程中飞机中的各零部件进行精确的验证。同时通过采用数字化装配仿真装配技术还能够对飞机的装配顺序进行验证和确定，以便对飞机在装配过程中所发现的顺序问题及错误进行及时的发现，从而通过调整来对所发现的问题进行调整，提高飞机装配的效率和质量。人机工程是飞机中的重要系统。在飞机的装配过程中人机工程是其中极为重要的环节，尤其是飞机的装配离不开人员的操作。因此，在飞机装配中需要对人机工程的装配操作引起足够的重视。通过在飞机装配中应用数字化装配仿真装配技术能够在产品结构和工装结构的环境中，将工人在装配作业中的標准的人体三维模型放入到虚拟的装配环境中，按照工艺流程对飞机的装配进行模拟装配，以便对工人工作的特性进行模拟分析，提高飞机装配中的可操作性。

3 结束语

在科学技术不断发展进步的今天，通过在飞机装配过程中应用数字化装配仿真装配技术能够极大的方便飞机设计人员对飞机设计和装配中的各个环节和各个组件的组装设计进行具体的观察和分析，以便及时的查找和发现飞机在设计中所存在的问题和缺陷并针对性的予以改进。从而有效地提高飞机设计的效率和质量。

参考文献：

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