飛機裝配現場可視化仿真系統的製作方法
2023-05-12 05:01:31 1
專利名稱：飛機裝配現場可視化仿真系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種飛機裝配現場可視化仿真系統，本發明針對航空製造數位化技術 領域，實現飛機裝配現場的可視化仿真，為實施飛機裝配過程數位化提供理論基礎。
背景技術：
目前，國內新一代軍機已經實現了以三維CAD/CAE技術為核心的數位化設計、分 析技術的解決方案，但飛機裝配工藝設計與實施過程仍然採用二維工藝設計、表達和實物 驗證的傳統手段，在航空製造數位化工程發展進程中仍然處在一個相對滯後的狀態，使飛 機裝配過程技術協調問題多，工藝設計優化周期長，設計更改引起的返工返修量大，零件報 廢數量多，嚴重影響了飛機研製的進度和質量，一直是困擾軍機研製的技術瓶頸。
發明內容
本發明的目的是提供一種飛機裝配現場可視化仿真系統，該仿真系統實現飛機裝 配的基於飛機三維CAD模型的可視化三維裝配工藝設計、裝配工藝仿真與優化和裝配過程 的可視化，開發飛機裝配車間的裝配仿真及其可視化系統平臺，直接應用於飛機裝配現場 指導生產，實現數位化的飛機裝配工作模式，為全面打通數位化生產線，實現無圖製造提供 技術途徑和保障。為解決以上問題，本發明的具體技術方案如下一種飛機裝配現場可視化仿真系 統，包括裝配仿真資料庫模塊、裝配仿真技術模塊和裝配可視化表達系統；所述的裝配仿真 資料庫模塊包括PBOM產品模型數據模塊、工裝模型模塊、裝配仿真資源庫模塊和數位化裝 配工藝知識庫模塊，裝配仿真技術模塊可對裝配仿真資料庫模塊的數據進行調用；所述的 裝配仿真技術模塊包括三維裝配工藝規劃模塊、裝配仿真驗證模塊和三維裝配工藝設計模 塊，三個模塊間的數據可進行相互調用；裝配仿真技術模塊的數據可進入裝配可視化表達 系統進行可視化仿真，裝配可視化表達系統為基於C/S結構模式支持下的網絡化系統，能 夠實現零部件的三維模型預覽、裝配過程演示、裝配工藝信息顯示等功能。所述的裝配仿真技術模塊中的三維裝配工藝規則模塊的數據由EBOM產品數據導 入，三維裝配工藝規則模塊中的數據也可分別導出到裝配仿真資料庫模塊中的PBOM產品 模型數據模塊中和裝配可視化表達系統中的ERP中；裝配仿真技術模塊中的三維裝配工藝 設計模塊數據可導出到裝配可視化表達系統中的MES中。該飛機裝配現場可視化仿真系統採用上述模塊構建，整體上可實現數位化的飛機 裝配工作模式，使裝配工藝設計、裝配工藝仿真與優化和裝配過程實現可視化。
圖1為飛機裝配現場可視化仿真系統的結構框圖。圖2為裝配數位化系統硬體結構體系圖。圖3為裝配仿真驗證與優化技術流程圖。
具體實施例方式如圖1所示，一種飛機裝配現場可視化仿真系統，包括裝配仿真資料庫模塊、裝配 仿真技術模塊和裝配可視化表達系統模塊；裝配仿真技術模塊可對裝配仿真資料庫模塊的 數據進行調用；所述的裝配仿真技術模塊包括三維裝配工藝規劃模塊、裝配仿真驗證模塊 和三維裝配工藝設計模塊，三個模塊間的數據及其結果可進行相互調用；裝配仿真技術模 塊的數據可輸出至裝配可視化表達系統進行可視化仿真，裝配可視化表達系統為基於C/S (Client/Server)結構模式支持下的網絡化系統，能夠實現零部件的三維模型預覽、裝配過 程演示、裝配工藝信息顯示等功能。所述的裝配仿真技術模塊中的三維裝配工藝規則模塊的數據由EBOM產品數據導 入，三維裝配工藝規則模塊中的數據也可分別導出到裝配仿真資料庫模塊中的PBOM產品 模型數據模塊中和裝配可視化表達系統中的ERP中；裝配仿真技術模塊中的三維裝配工藝 設計模塊數據可導出到裝配可視化表達系統中的MES中。所述的PBOM產品模型數據模塊為工藝人員根據裝配層次的需要和工藝分離面 的劃分原則對工程數據集中的零部件進行重組，並引入必要的工藝信息後建立的產品工藝 模型。所述的工裝模型模塊裝配仿真工裝模型是在工裝產品數位化設計模型基礎上， 根據裝配仿真需求不同，對工裝模型進行重新組合、拆分和刪減處理，形成利於裝配仿真工 作的一種簡化重構模型。所述的裝配仿真資源庫模塊裝配仿真資源模型庫的建立應以企業現有裝配資源 信息為基礎，對裝配車間通用設備、刀量具、輔助工具、工裝、器件、檢測工具、輔助工裝、地 面試驗設備、自製工具、外購工具、裝配廠房和裝配工人等資源信息進行分類匯總，運用科 學的統計分析方法從幾萬條數據中篩選出生產中常用的、有代表性的和關鍵的資源信息， 整理成裝配仿真資源建模目錄，並依據企業相關標準及國家或行業標準規定，對所有資源 模型進行編碼歸類，然後，遵循統一的建模規範創建各類資源模型，如技術資料缺失就按照 實物測繪進行建模。按不同層次實現裝配仿真資源模型庫結構的定義。所述的數位化裝配工藝知識庫模塊裝配工藝文件數據主要包括裝配仿真設計 及優化技術應用後生成的裝配工藝流程文件、裝配仿真驗證報告、裝配過程視頻文件、生成 HTML文件及裝配仿真模型工作包。所述的三維裝配工藝規劃模塊為產品裝配結構模型的輕量化瀏覽是輔助裝配工 藝人員在裝配過程中，遇到結構模糊或不清楚的時候，實施可視化查詢的有效途徑。採用 XVL Converter實現對產品裝配結構模型的輕量化處理，生成數據量較小的、便於瀏覽的裝 配結構模型。XVL Converter軟體是基於XUL的，使用中立格式壓縮轉換3D數據的軟體，其 具有出色的壓縮能力，主流的3D CAD數據經其轉換為XVL格式後，通常的壓縮率為1/50 1/250。所述的三維裝配工藝設計模塊是指在Delmia (Digtal Enterprise Lean Manufacturing Interactive Application)系統為數位化製造企業精益製造交互式應用 軟體系統，其建立的一種以CATProcess為擴展名的文件，其作用相當於裝配大綱，是進行 裝配仿真驗證的主體文件，所有數據都由工藝流程文件驅動，是確定裝配順序，編輯裝配路徑、文本說明、時間、視角等操作的引導文件。所述的裝配仿真驗證模塊就是裝配仿真問題的有效反饋和更改，及時有效的問 題反饋途徑是實現裝配仿真工藝驗證意義的根本保證，最終實現對裝配工藝的優化處理。如圖2所示，所述的裝配可視化表達系統為採用軟體開發技術、系統集成技術和 網絡化技術，將目前企業數位化設計軟體CATIA、工藝仿真軟體DELMIA實施二次開發與系 統集成，開發構建該車間的數位化系統，該系統是基於C/S結構模式支持下的網絡化系統， 通過伺服器/客戶端的配置實現裝配車間的現場實施。該系統數結構中，據伺服器管理系 統的所有數據，採用Web Service (ASP. NET)為客戶端提供服務。負責接受客戶端請求，驗 證用戶權限、數據完整性和正確性後完成數據操作，並返回結果。裝配現場用客戶端運行於 放置在裝配現場的觸控螢幕終端機上，為裝配工人提供零部件三維模型預覽、裝配過程演示、 裝配工藝信息顯示等功能。如圖3所示，產品設計模型數據由EBOM讀入，進入裝配工藝設計流程中進行分類 重組，不參與裝配的一部分數據模型採用XUL converter做輕化處理，參與裝配的另一部 分數據模型按裝配層次和工藝分離面情況，被加入裝配工藝信息。生成裝配工藝模型存入 ΡΒ0Μ，用於後續裝配仿真與規劃。上述兩種數據模型再進入裝配工藝仿真與處理後，分別生 成avi格式裝配仿真動畫、輕量化格式的模型、word文檔格式的文件及數據，可用於裝配現 場、企業ERP系統和MES系統。
權利要求
1.一種飛機裝配現場可視化仿真系統，其特徵在於包括裝配仿真資料庫模塊、裝配 仿真技術模塊和裝配可視化表達系統；所述的裝配仿真資料庫模塊包括PBOM產品模型數 據模塊、工裝模型模塊、裝配仿真資源庫模塊和數位化裝配工藝知識庫模塊；裝配仿真技術 模塊可對裝配仿真資料庫模塊的數據進行調用；所述的裝配仿真技術模塊包括三維裝配工 藝規劃模塊、裝配仿真驗證模塊和三維裝配工藝設計模塊，三個模塊間的數據可進行相互 調用；裝配仿真技術模塊的數據可進入裝配可視化表達系統進行可視化仿真，裝配可視化 表達系統為基於C/S結構模式支持下的網絡化系統，能夠實現零部件的三維模型預覽、裝 配過程演示、裝配工藝信息顯示等功能。
2.如權利要求1所述的飛機裝配現場可視化仿真系統，其特徵在於所述的裝配仿真 技術模塊中的三維裝配工藝規則模塊的數據由EBOM產品數據導入，三維裝配工藝規則模 塊中的數據也可分別導出到裝配仿真資料庫模塊中的PBOM產品模型數據模塊中和裝配可 視化表達系統中的ERP中；裝配仿真技術模塊中的三維裝配工藝設計模塊數據可導出到裝 配可視化表達系統中的MES中。
全文摘要
本發明涉及一種飛機裝配現場可視化仿真系統，其特徵在於包括裝配仿真資料庫模塊、裝配仿真技術模塊和裝配可視化表達系統。能夠實現零部件的三維模型預覽、裝配過程演示、裝配工藝信息顯示等功能。該仿真系統實現飛機裝配的基於飛機三維CAD模型的可視化三維裝配工藝設計、裝配工藝仿真與優化和裝配過程的可視化，開發飛機裝配車間的裝配仿真及其可視化系統平臺，直接應用於飛機裝配現場指導生產，實現數位化的飛機裝配工作模式，為全面打通數位化生產線，實現無圖製造提供技術途徑和保障。
文檔編號G06F17/50GK102117367SQ201110059898
公開日2011年7月6日 申請日期2011年3月14日 優先權日2011年3月14日
發明者屈力剛, 郭洪傑 申請人:瀋陽航空航天大學, 瀋陽飛機工業(集團)有限公司