一种基于MBD的部件装配工艺设计辅助系统

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    飞机部件装配是飞机制造中的主要环节，据统计，部件装配工作量约占全机工作量的40％。部件装配工艺设计是部件装配的重要工作内容，是连接飞机设计和部件装配过程的纽带。

    传统的飞机制造以设计的二维图纸为依据，数据的传递以模拟量为主，工艺文件大多以纸质的形式存在，部件装配所需的信息都存放在工程图纸和相应的技术文件中，装配工艺设计所需信息主要依靠工程技术人员阅读大量的图纸获取。

    随着计算机技术的应用和航空制造业MBD技术的实施，三维产品数模作为单一数据源成为飞机制造的依据，数据的传递以数字量为主。在MBD模式下，研究如何从装配数模中快速而准确获取部件装配工艺人员所需要的信息，提高工艺设计效率，降低人为出错率，缩短工艺设计和工艺准备周期，是一项非常有意义的工作。

    1 MBD模式下装配信息的表达

    MBD(Model Based Definition，MBD)，即基于模型的定义，是一个用集成的三维实体模型来完整表达产品定义信息的方法体，它详细规定了三维实体模型中产品尺寸、公差标注规则和工艺信息表达方法。MBD技术使得产品数据以基于三维模型的形式传递。因此，装配信息的表达形式出现了新的特点。

    1．1 几何信息的表达

    几何信息的表达指的是零件装配位置关系和装配层次的表达。零件间的装配位置关系需要在设计零件三维模型时进行协调，每个零件在整架飞机上都有其装配位置，在建立零件三维模型时需要将零件在其装配位置进行建模，所有的零件组装在一起时就形成了一架飞机的三维模型。这种装配位置关系使得工程技术人员在不做其他约束的条件下，可以对部件进行任意组合，而不破坏它们的相对位置关系。装配层次反映的是装配体和零件之间的关系。一架飞机由不同的部件组合而成，部件有不同的组件或者组件与零件组合而成，组件由不同零件装配而来。部件一组件一零件，这种层次关系以树状结构的形式在设计软件中呈现，如图1所示。

    图1 MBD中装配层次关系的表达

    1.2 非几何信息的表达

    非几何信息主要包括装配技术要求、装配件的连接信息和其他注释。其中，装配件的连接信息中包含标准件的信息。这些信息在每个组件中以零件为基本组织单元（如图l所示连接信息），并以参数形式有规律地出现在CATZA的结构树中（图2）。为了模型的轻量化，对于铆钉、抽钉等连接件用点和直线表示，如图3所示。