基于mbd的三维数字化装配工艺设计及现场可视化技术应用

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1、基于MBD的三维数字化装配工艺设计及现场可视化技术应用基于MBD的三维数字化装配工艺设计技术是现代航空数字化制造中的一门新兴学科，也是未来飞机三维装配工艺设计的发展趋势。本文介绍了该技术主要通过对DELMIA、3DVIAComposer、CAPP等工艺设计、工艺仿真软件进行客户化定制和多系统集成应用，完成基于MBD三维产品模型的工艺分离面的划分、BOM重构、工艺仿真以及三维装配指令编制等工艺设计工作，并通过生产管理系统将已完成的工艺设计信息传递到生产现场实现可视化装配，打通了基于MBD的产品设计与工艺设计及现场可视

2、化装配的技术路线。   MBD(Model-BasedDefinition)即基于模型的产品数字化定义，其特点是：产品设计不再发放传统的二维图纸，而是采用三维数字化模型作为飞机零件制造、部件装配的依据。传统的二维工艺设计模式已经不能适应全三维设计要求。随着现代计算机技术、网络技术、工艺设计软件技术的发展，以及协同平台的建立，为三维数字化装配工艺设计和并行工程奠定了基础。1三维数字化装配工艺设计及现场可视化系统   通过采用达索公司三维数字化装配工艺设计平台DELMIA及3DVIAComposer解决方案，构建“数字

3、化装配工艺设计和仿真系统”及“生产现场可视化系统”。突破DELMIA二次开发及定制技术、3D制造过程仿真验证及优化技术、MBD技术、生产现场可视化技术、Windchill/DELMIA/EPCS/CAPP多系统集成技术等关键技术瓶颈，最终构建符合企业业务需求的“数字化装配工艺设计和仿真系统”及“生产现场可视化系统”。缩短飞机装配周期，提高装配质量，全面提升飞机的数字化制造能力。系统流程及集成架构如图1所示。   图1系统流程及集成框架   系统流程及集成工作思路如下：   (1)Windchill企业数据管理系统是

4、企业唯一合法的数据来源，管理着各种BOM信息。通过接口程序，把PBOM以XML的格式输出。   (2)通过在DELMIADPE平台上二次开发技术，把XML格式的PBOM及产品三维数据模型调入DPE模块中进行工艺规划，并创建顶层MBOM。   (3)划分哪些工作需要在DELMIA中进行仿真验证，哪些不需要仿真验证，并将创建的顶层MBOM存到Windchill中。   (4)将需要仿真验证的装配件在DELMIA中进行详细的AO划分。   (5)在DELMIADPM中进行装配仿真验证、人机工程仿真、资源仿真等工作。   

5、(6)利用3DVIAComposer进行细节三维装配指令编制工作。   (7)进行DELMIA与CAPP的接口开发，使三维AO及配套表传入CAPP系统，并最终通过CAPP在Windchill进行流程审签。   (8)开发Windchill和ERP及MES的接口程序，把MBOM和AO信息传递给ERP及MES系统，实现车间现场装配可视化，指导实际生产工作。2三维数字化装配工艺设计   三维数字化装配工艺设计是通过对飞机产品结构进行分析，在企业现有制造能力（设备、工艺技术能力、人力资源等）及产量要求的基础上，进行组件划分

6、，制定装配流程，确定装配方案，并选择各装配环节所需要的制造资源。在三维数字化装配工艺设计系统中，工艺设计用树状结构表示，主要由产品结构树、工艺结构树、资源结构树3个分支构成，具体结构特征按企业需求进行工艺模板定制。基于MBD技术的三维数字化装配工艺设计主要工作流程如图2所示。图2基于MBD技术的三维数字化装配工艺设计流程   2.1数据准备工作   在三维数字化装配工艺设计中所用的数据格式分为3种，CGR格式、CATIAV5模型、smgxml格式。其功能为：   CATIAV5模型：来源于产品设计部门，是工艺设计的

7、依据和基础数据。   CCR格式模型：由CATIAV5模型转换而来，轻量化模型，用于大数据量模型的仿真及DPM环境下产品结构浏览。   smgxml格式模型：由CATIAV5模型转换而来，轻量化模型，用于在WKC中进行三维装配指令的三维视图编辑。smgxml格式模型转换界面如图3所示。图3smgxml格式模型转换界面2.2PBOM数据导入   将来自协同平台的XML格式的PBOM导入DELMIA的DPE中，PBOM中的零组件信息（工艺路线、批架次、工组件等）会通过程序自动关联CGR模型、CATIAV5模型、smgx

8、ml模型3种格式的数据。并导入产品模型的坐标位置信息。在DPE中构建全机或部件的PBOM结构树。数据导入流程如图4所示。图4PBOM数据导入   2.3工艺分离面的划分   完成数据导人工作后，在DELMIA系统的MA(ManufacturingAssembly)中根据三维产品模型在三维数字化环境下进行全机、部组件工艺分离面的划分，结合PBOM结构树确定各工