直升机数字化装配技术探讨

2018-12-07周霜

商品与质量 2018年35期

周霜

航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司黑龙江哈尔滨 150000

直升机数字化装配工艺技术可以说是直升机数字化设计以及制造的关键，现在国际先进直升机制造企业已经广泛的应用了数字化装配工艺，可对整个装配流程进行模拟仿真，更及时的发展其中存在的问题并调整，为正式装配提供可靠支持。

1 直升机装配工艺特点

直升机整体结构复杂性与系统性非常强，生产制造需要大量的构件和零部件作为支持，这样就决定了整个装配过程的技术性与专业性特点，必须要有专业、规范、统一、合理的配套规范和标准作为支持。直升机装配需要面对的是大量的零组件、成品，统一按照设计图纸与技术条件在直升机上进行安装、连接与调试等作业，是直升机生产制造的关键环节，提高装配工艺执行效率，对推进直升机的整体生产水平具有重要意义。可以简单的将直升机装配工艺看作为一个“自顶向下，逐步求精”的过程，需要在装配前确定个装配元素之间铰接供应技术状态，参考图纸以及专业规范，明确装配顺序，理顺各道工序、工步以及各组成元素之间的先后关系[1]。面对复杂的装配工艺，虽然现在我国直升机设计已经在很大程度上实现了数字化，但是对于制造工艺来讲，大部分还是以串行模式为主，数字化还仅限于机械加工，无法推动整个装配模式的转变，因此还需要在现有基础上做更深入的研究。

2 直升机数字化装配流程

2.1 建立装配协调体系

数字化装配为直升机数字化协调体系的重要部分，而想要建立协调装配体系，则需要基于直升机装配工艺特点，构建基于企业网的协同作业环境，包括设计、工装设计、零件制造以及装配等多个部门，确保相互之间协同工作，为装配工艺的可靠落实提供保障。同时，还需要落实直升机产品结构管理和控制，为解决直升机改型问题，可避免重用性问题的产生。整个企业内统一执行一套规范体系，包括数字签名审核制度与工作流控制制度，不仅要做好装配流程的控制，还需要通过装配来推动设计以及制造环节的开展，真正达到数字化装配自动化目的[2]。

2.2 数字化预装技术

为精确的控制直升机装配流程，确保每道工序执行的规范性与有效性，还需要制定一套结合模型与文件综合属性信息，在进行装配的同时，对不同构件产品的装配顺序进行确定，为整个工程的开展打好基础，更是推动整个企业装配工作良好开展的前提。以设计工程师定义的飞机模型为依据，通过Bulid-it软件将其分解成最底层零件级实体模型，且与装配工艺顺序进行结合，确定设计装配结果与工艺计划装配结果之间存在的差异，通过对装配顺序以及零件的调整，来将此差异消除。由此得到的图号能够更真实的反映工艺装配顺序，在零件设计与工艺装备的同时，完成装配工艺流程的设计，利用更少的时间，来完成所有装配作业，且减少装配与设计之间的偏差，减少后续环节的返工问题，提高装配综合效果。

2.3 数字化装配写真

将仿真技术作为实现数字化装配的重点，并对装配过程进行评估和优化，实现产品可装配性的评价。对直升机装配过程进行调整优化，需要基于实际情况，对整个装配过程进行合理划分，形成多个装配单元，然后以并行的方式进行装配，提高装配综合效率。其中，可装配性评价反应了装配工艺执行的难易程度和相应成本，决定了装配方案是否需要修改。仿真技术的应用，可以对直升机数字化装配过程进行更深一步的优化，包括装配顺序、装配路径、容差分析、装配过程等[3]。以装配过程模拟软件为依据，对产品装配过程进行定义，完成各零部件的装配顺序，并对工程现有的所有装配条件进行模拟，合理安排工作时间，同时实现装配路径的调整优化。最为重要的则是最后一个环节的装配过程仿真，通过仿真软件评价装配流程的合理性，确定每道工序执行性，提前发现并解决存在的不合理问题，减少设计与装配之间的偏差，以免后续再次调整修改浪费时间和成本。

3 直升机数字化装配优化

3.1 数字化装配设计系统

为进一步推动直升机数字化装配工作的实现，建立数字化装配设计系统，收集专家经验知识，建立直升机装配工艺知识库，如果在装配设计过程中遇到问题，可以采取人机交互的智能方式得到一系列装配特征，且利用该特征来从知识库内检查搜索相应的知识条目，并通过一系列相似性度量发来对检索到的知识条目进行评估，得到解决问题的最佳方案。同时，面对不同的实际问题，很多情况下需要对解决方案进行适当的调整，然后将最终结果作为装配指令文件输出给用户，用于解决装配问题。

3.2 系统功能实现过程

第一，问题形成。利用PDM等数据管理系统集成，快速获取得到待解决问题，整个过程分为BOM集成、结构特征获取以及其他特征获取。第二，推理匹配。该环节为系统功能实现的关键，利用推理匹配算法来计算得到待解决问题和知识库内案例之间的相似度，根据此来分析得到问题解决问题，主要可分为结构特征相似度匹配与其他特征相似度匹配。其中，装配结构特征相似度计算为系统运行的必要条件，而其他装配特征则可细分为材料特征、定位特征以及设计特征等。第三，知识库应用。基于系统知识库内数据信息来得到解决装配设计问题的方案，主要包括推荐实例排序候选、推荐实例修改输出、新知识获取三个方面。通过知识库可以按照一定排序标准得到匹配推理后的最佳方案，并从所有知识条目中选择某一条知识，对其进行修改后得到新的解决方案，保证直升机装配工序可以顺利执行。