飞机装配工艺三维数字化设计

    3.3 详细工艺设计装配指令编制及仿真验证

    3.3.1 工装订货单编制

    在整体工艺方案确定的前提下，大部件、部件、装配单元工艺分离面的划分均已确定，此时需要根据划分的结果编制工装订货单，并根据工装订货单由工装部门完成工艺装备的设计（含工装型架、夹具、量具、刀具、地面设备等），并通过接口程序，将工装结构及工装设计模型导入至DELMIA系统的资源部分，以待后期调用。

    3.3.2 装配指令编制

    完成整机工艺方案及工艺装备的设计工作，下面转入装配指令的详细编制工作，通过开发，在DELMIA系统中添加符合企业使用习惯的配套表单，如图9所示。若企业已经有辅助材料库和标准件库，可通过开发实现批量录入DELMIA系统，达到资源的有效利用。

图9 定制配套表模板

    在DELMIA系统中编制出具体的各个部、组件的装配指令AO，设计好每个工序该进行什么工作，确定工序的编排顺序，在工序节点链接上对应用到的产品和资源（工装、辅材、标准件、刀具等），并完成每个装配指令对应的零件配套表、标准件配套表、辅助材料配套表。

    3.3.3 组件装配仿真验证

    在完成编制AO装配指令大纲后，进行组件级别装配仿真，用以验证该大纲是否合理，确定整个组件的装配顺序、装配过程是否合理，是否会碰撞到产品导致无法装配等，并进行反馈修改，及早发现实际装配中的问题，并将仿真验证的结论反馈至AO装配指令编制过程，对工序设计进行优化改进，为避免人员浪费，这里需要对组件级装配仿真进行分类，确定具体需要仿真和不需要的部分。在仿真优化完毕后，将成熟的仿真作为工艺数据输出至车间现场，对现场装配流程进行指导。

    3.3.4 三维装配指令的编制

    在完成了DELMIA系统下工艺设计工作及仿真验证工作后，需要将工艺信息以三维化的形式编制成三维装配指令，进入DELMIA系统的指令创建器(Work Instruction Composer，WKC)，将每个工序的装配信息以视图的形式编制，添加对连接件、装配尺寸的标注、不同工序连接件分组、特殊位置给予刨切等操作，如图10～11所示。

图10  WKC-3DVIA Composcr

图11 工艺补充定义信息

    3.4 工艺信息输出及可视化终端浏览

    在DELMIA系统完成工艺设计工作后，其最终目的需为装配现场提供数据和现场可视化应用。通过对DELMIA后端输出及现场可视化终端部分进行集成开发，实现将在工艺系统编制的工艺信息直接输出到CAPP系统，通过CAPP和Windchill系统结合3DVIA Composer Player实现三维现场展示，指导工人工作。

    在完成了整个工艺划分、装配指令编制之后，需要将所有的工艺数据（包含装配指令信息、配套表、三维装配指令、装配仿真）进行输出，通过集成开发将DELMIA的工艺数据输出至CAPP系统，CAPP系统解读数据后生成工艺卡片，然后按照传统的流程进行审签发放，在车间现场，工人直接打开CAPP卡片，通过卡片开发的功能浏览三维装配指令和装配仿真，同时，后端的MES等系统，也可以做相应开发，调入DELMIA的工艺数据，以便制造车间工作人员可以方便的查看，如图12所示。

图12 现场可视化浏览

4 结论

    采用DELMIA数字化装配工艺平台，结合三维数字化设计系统环境构建了装配工艺三维数字化设计系统，通过该平台的实例验证与仿真分析，得到结论为：

    1)部件级工艺分离面划分与整体大部件全机总装过程相关，AO装配指令大纲生成与整个组件装配顺序、装配工艺过程有关，装配碰撞干涉检测有效发现了装配工艺缺陷。

    2)通过飞机装配工艺知识与经验的积累与重用，实现了飞机装配工艺数据交互与共享，装配工艺流程得以重新规划；装配工艺数字化三维设计对产品设计、工装设计以及工艺设计的错误发现提早，产品返工与报废率减少，装配周期缩短。

    3)三维装配仿真通过车间可视化系统直观显示三维数据，减少了装配过程中人为差错；利于车间工人直观理解装配工艺。

    通过三维数字化技术在飞机装配工艺设计体系中的应用，得以飞机制造企业三维数字化装配工艺设计及仿真的质量和效率。