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装配仿真技术在飞机翼身对接中的运用

温端画

中航通飞华南飞机工业有限公司,广东珠海,519040

摘要: 随着数字化技术的发展与进步,传统飞机装配的设计工艺,已经无法满足现阶段的发展需求。应用数字化装配工艺仿真技术可以有效解决传统装配工艺设计过程中的问题,避免设计失误造成的产品、人力以及费用等方面的损失,进而延误周期。航空航天企业主要采用数字化手段实施产品工艺设计工作,并在虚拟化的制造环境中,对数字化装配工艺设计以及装配的总体过程进行仿真,再将最终的结果应用于车间的实际产品装配过程当中。
关键词: 装配仿真技术;飞机;机翼对接;应用
DOI:10.12721/ccn.2022.160364
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在进行飞机的机翼与机身对接工作时,相关人员需要熟练掌握翼身对接装配工艺的整体流程、装配过程的仿真以及工艺布局的优化方法等方面的内容,并深入分析人机工程对优化装配方法的实用价值,再针对装配仿真技术应用过程中的不足,提出有效的整改建议和创新方法。

1.现阶段飞机大部件对接过程中的问题与不足

目前,飞机机翼的装配过程属于整体制造环节的重要组成部分之一,并且可以通过对数字量以及模拟量传递的有机结合,进而打造了新型的工作模式。此外,传统的对接工艺,主要依靠工装和工艺补偿的方法,实现飞机大部件之间的相互协调,但此环节在操作的过程中,仍然存在部分问题与不足。

1.1对接方法的不足

传统的飞机大部件对接方法,由于缺乏较高的精准度,导致实施对接过程的可靠性较差,并且极易出现误差问题,对对接的质量造成影响。

1.2人机功效

飞机的装配工作需要通过人力来完成,并且在操作的过程当中,需要相关人员不停地来回走动,保障各部分工作的有序进行。另外,在实施相应作业的同时,还需要安排专业人员进入到飞机的内部进行操作。然而,由于实际的装配空间有限,且给操作过程带来了较大的难度。相关人员在实施装配的过程中,还需要充分的结合操作的效率、工作的质量、人力的损耗程度以及安全性等方面的因素。

1.3装配的工艺

现阶段的装备工艺,主要是依靠有限的经验以及专业的装配工作人员来完成,且难以避免设计难度大、操作效率低以及优化程度差等方面的问题,为飞机的机翼生产工序带来了不合理的规划情况,从而直接影响到飞机的制造效率,提高了企业的成本损耗,进而带来了经济损失。

1.4装配人员的培训

现阶段企业在实施装配主题培训活动的过程中,对于员工采用的培训模式,主要是利用图纸和文件等资料作为课程的参考,但由于缺乏专业的指导,导致员工对于实际装配工艺以及操作方法的理解具有较大的偏差,并且难以避免错装、漏装以及重装等问题的发生,不仅会降低装配工作的质量,还会影响操作过程的整体效率。以纸质化资料作为培训基础的活动模式,已经难以满足目前装配工艺实施过程中,对于人员技能以及经验等方面的需求。

2.数字化装配过程的仿真

2.1装配顺序

相关人员可以直接利用现有的装配工艺,并结合装配流程等方面的数据信息,再将产品和资源信息有机融合,进而创造出三维动态化的仿真装配过程,为装配人员提供便利,促使其能够及时发现工艺设计环节的问题,和装配顺序设计当中的不足。

2.2装配干涉

在装配顺序仿真的过程中,工作人员加强对系统的使用力度,并对不同的零部件进行逐一检查,当发现零部件存在干涉情况时,应立即启动报警机制,将受到干涉的区域以及干涉的总量进行实时反馈,便于工艺设计人员结合实际情况,查找造成干扰的原因,再深入对相关因素进行分析,进而制定出有效的完善措施。

2.3产品和制造资源

在实施装配顺序仿真的基础上,工作人员还需要将工装等制造资源,引入到三维实体的模型建造过程当中,并针对产品以及制造等方面资源的实际情况,实现对三维动态化的仿真,便于在后期的检测过程中,促使相关人员及时的发现产品与制造资源当中的干涉原因。

2.4人机工程

在实施产品与制造资源仿真的过程中,首先需要将定义完成的三维人体模型放入到仿真环境当中,保障人体能够与制造、安装、维护和操作等过程相互适应,并与产品之间保持良好的互动关系,为后续工艺流程的修改与优化提供保障。

2.5记录装配过程

在实施装配的过程中,相关人员需要利用高效化的记录设施,将整个装配的过程记录下来,并制成影片的格式,在后期的培训过程当中播放给相关人员,确保其能够通过影片掌握有效的操作方法,从而体现出可视化装配工作的指导作用。此外,管理部门还需要针对飞机维护人员的实际情况,实施严格的岗前培训工作,确保操作人员能够熟练的掌握装配技能。

3.翼身对接装配工艺仿真

3.1翼身对接装配工艺仿真特点

3.1.1引进先进工艺

在装备的过程中,相关部门需要加强对装配仿真技术重要性的认识,并积极的引进先进的工艺手段以及操作方法,为后期的工序实施过程提供保障。

3.1.2生产周期制约性

在实际的生产过程中,生产条件对于产品的质量具有直接影响,在保障产品的零部件与构建配套的同时,还需要确保基本的材料供应,进而发挥出对生产周期设置的关键作用,避免对生产周期带来的制约性影响。

3.1.3数据准备以及工艺规划

现有的装备资源信息可以为装备仿真资源模型库的建立提供基础保障,将装配车间常用的设备和工具信息进行分类并汇总,再整理形成资源目录,同时结合行业标准,将资源模型编码归类。此外,相关部门需要严格的按照建模的规范,创建不同类型的动态模型,最后将已经确定好的装配模型,导入虚拟化的仿真软件当中。

3.2数字化装配过程的仿真与输出结果

3.2.1装配顺序的仿真

利用现有的装配工艺以及流程、产品和资源等方面的信息,将装配的路径进行定义,进而实现三维动态仿真。另外,飞机机翼的装配过程主要分为机翼蒙皮的加工处理、基本构建的行架固定以及机翼安装设备的测试等三个方面。

3.2.2装配干涉仿真

在实施装配顺序仿真过程中,相关人员需要对不同的零部件进行检查,当发现具有干涉情况时,则需要立即报警,再显示受到干涉的区域和总量,便于查找干涉原因,为分析工作提供便利。

3.2.3产品和制造资源仿真

在实施装配顺序仿真的同时,相关人员需要将工装等制造资源融入到三维实体模型的建立过程当中,再针对产品和制造资源的实际情况进行三维动态化的仿真,进而找出产品与制造资源当中引发干涉问题的原因。

3.3人机工程仿真

将定义完成的三维人体模型,放入到人机工程的仿真环境当中,并分析人体在此类环境下的姿态与负荷能力,再结合实际情况优化工艺流程。此外,还需要坚持“以人为本”的原则,检验人体的可见性以及空间的合理性。另外,装配顺序在形成之后,需要以动画的形式来展现,将装配的整体过程形成影片,有助于实现可视化装配。同时,企业还需要加强对人员的培训力度,并在保障员工技能的基础上,结合实际需求制定模块化设计方案。

结语:加强对装配仿真技术的应用,有助于强化实施效果,并提升各部门之间的协调能力,促使相关人员及时的发现产品资源以及工艺设计过程当中的问题与不足,同时在优化装配工艺的基础上,减少技术风险。此外,运用可视化装配过程,满足企业对员工的培训指导需求,有助于改善产品的装配质量,提升技术的应用效率,使装备仿真技术能够得到更加广泛的应用。

参考文献:

邢宏文,刘思仁,邱磊,等.一种带权重的飞机翼身装配仿真方法[J].机械制造与自动化,2020,(05).

[2]樊虎,杨靖雯.机翼翼盒数字化装配关键技术应用研究[J].科学技术创新,2020,(26):76-77.