装配仿真技术应用研究 .pdfVIP

仿真COMPUTERAIDEDENGINEERING

装配仿真技术应用研究

撰文/中航工业沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司亢亚敏秦新冰

借鉴国外发动机行业装配仿真的先进经验，结合沈阳黎预先对发动机的工艺路线，装配方法，装配路径的合理性以

明发动机厂的实际情况，以Teamcenter作为装配工艺的PLM平及零部件的可装配性进行分析，以便确定最优的研制方案，

台，应用SiemensPLMSoftware的装配仿真软件,研究解决航为发动机的设计制造提供了技术支持和保障，这对于复杂系

空发动机装配过程的装配可行性问题。对装配可行性仿真需统的研制具有十分重要的意义。

要建立支持发动机制造的数字化仿真环境，包括发动机零件可装配性仿真即装配可行性仿真，涉及到产品装配工

产品数模、标准件和工装数模等；按照发动机装配单元，确艺的各个方面，其主要包括以下几个问题。

定装配流程，建立装配仿真环境，检验工装夹具的可用性，◎装配的可达性，即是否能装得上。

降低工装设计的返修率，开展装配可行性仿真分析的试点应◎装配的流程，即零件装配的顺序和工序安排。

用。本文将重点阐述装配仿真的方案思路和关键技术。◎装配工装的验证。

◎装配人员的可操作性。

一、前言

结合工厂实际情况，在已实施的数字化装配工艺系统

国外在飞机制造业应用三维数字化技术大至可分为三个应用的基础上，选择喷管部件作为分析对象，开展装配可行

阶段：部件数字样机阶段（1986～1992），全机数字样机阶性仿真分析。

段（1990～1995），数字化生产方式阶段（1996～2003）。

波音公司在进行X-32产品装配工作时，工人佩带一种挂在三、装配仿真过程

腰间的微型计算机，该机通过单目镜片，能把装配顺序和装１．装配仿真环境

配部件状态投射到正在装配的部件上方，让工人方便直观地首先搭建装配仿真环境，装配仿真的方案软件构成如

进行装配工作，无需再细读图样，翻阅工艺文件，使装配周图1所示。

期缩短50%，成本降低30%～40%。

目前在国内整个飞机制造过程中处于重要地位的发动

机装配过程基本沿袭了数字量传递与模拟量传递相结合的工

作模式，装配工艺的设计仍然停留在二维产品设计为主的基

础上，与三维CAD模型没有建立紧密的联系，无法将装配工

艺过程、装配零件及与装配过程有关的制造资源紧密结合在

一起，实现装配过程的仿真，无法在工艺设计环境中进行三

维的虚拟工艺验证。零部件能否准确安装，在实际安装过程

中是否发生干涉，工艺流程、装配顺序是否合理，装配工

艺、装备是否满足装配需要，装配人员及装配工具是否可

达、装配操作空间是否具有开放性等一系列问题无法在装配

图1

设计阶段得到有效验证。

建立一个基于统一的产品数据管理（PDM）系统的设计

二、装配仿真分析制造协同环境（TCM－TeamcenterManufacturing），以电子

在发动机工艺编制中，对发动机进行虚拟装配仿真可化、结构化工艺的形式进行装配工艺规划，同时提供装配工

40

CAD/CAM与制造业信息化

艺分析和优化工具，进行装配工艺的模拟和优化。系统能够系起来建立起完整的工艺产品、工艺流程和资源过程信息，

有效管理产品数据，工艺、工序和工部数据，工具工装设备就形成了表述清晰的工艺规划（图2），它是数字化制造全

等生产资源数据，工厂、生产线和装配区等生产布局数据及过程的基本线索，它使所有工艺信息可以在企业内部和整个

上述数据之间的有机联系。