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【關(guān)鍵詞】整機裝配工藝設(shè)計煙草機械

中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：

裝配是按規(guī)定的技術(shù)要求，將零件或部件進行配合和聯(lián)系，使之成為半成品或成品的工藝過程。整機裝配是生產(chǎn)過程中的最后一個階段，它包括裝配、調(diào)整、檢驗和試驗等工作，且產(chǎn)品的最終質(zhì)量由裝配保證。

一、整機裝配工藝介紹

1、整機裝配工藝過程

整機裝配工藝過程即為整機的裝接工序安排，就是以設(shè)計文件為依據(jù)，按照工藝文件的工藝規(guī)程和具體要求，把各種電子元器件、機電元件及結(jié)構(gòu)件裝連在印制電路板、機殼、面板等指定位置上，構(gòu)成具有一定功能的完整的電子產(chǎn)品的過程。整機裝配工藝過程根據(jù)產(chǎn)品的復(fù)雜程度、產(chǎn)量大小等方面的不同而有所區(qū)別。但總體來看，有裝配準備、部件裝配、整件調(diào)試、整機檢驗、包裝入庫等幾個環(huán)節(jié)，如圖1所示。

圖1整機裝配工藝過程

2、流水線作業(yè)法

通常電子整機的裝配是在流水線上通過流水作業(yè)的方式完成的。 為提高生產(chǎn)效率，確保流水線連續(xù)均衡地移動，應(yīng)合理編制工藝流程，使每道工序的操作時間(稱節(jié)拍)相等。流水線作業(yè)雖帶有一定的強制性，但由于工作內(nèi)容簡單，動作單純，記憶方便，故能減少差錯，提高功效，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

3、整機裝配的順序和基本要求

a. 整機裝配順序與原則

按組裝級別來分，整機裝配按元件級，插件級，插箱板級和箱、柜級順序進行，如圖2所示。

圖2整機裝配順序

元件級：是最低的組裝級別，其特點是結(jié)構(gòu)不可分割。

插件級：用于組裝和互連電子元器件。

插箱板級：用于安裝和互連的插件或印制電路板部件。

箱、柜級：它主要通過電纜及連接器互連插件和插箱，并通過電源電纜送電構(gòu)成獨立的有一定功能的電子儀器、設(shè)備和系統(tǒng)。

整機裝配的一般原則是：先輕后重，先小后大，先鉚后裝，先裝后焊，先里后外，先下后上，先平后高，易碎易損壞后裝，上道工序不得影響下道工序。

b. 整機裝配的基本要求

(1) 未經(jīng)檢驗合格的裝配件(零、部、整件)不得安裝，已檢驗合格的裝配件必須保持清潔。

(2) 認真閱讀工藝文件和設(shè)計文件，嚴格遵守工藝規(guī)程。裝配完成后的整機應(yīng)符合圖紙和工藝文件的要求。

(3) 嚴格遵守裝配的一般順序，防止前后順序顛倒，注意前后工序的銜接。

(4) 裝配過程不要損傷元器件，避免碰壞機箱和元器件上的涂覆層，以免損害絕緣性能。

(5) 熟練掌握操作技能，保證質(zhì)量，嚴格執(zhí)行三檢(自檢、互檢和專職檢驗)制度。

4、整機裝配的特點及方法

a. 組裝特點

電子設(shè)備的組裝在電氣上是以印制電路板為支撐主體的電子元器件的電路連接，在結(jié)構(gòu)上是以組成產(chǎn)品的鈑金硬件和模型殼體，通過緊固件由內(nèi)到外按一定順序的安裝。電子產(chǎn)品屬于技術(shù)密集型產(chǎn)品，組裝電子產(chǎn)品的主要特點是：

(1) 組裝工作是由多種基本技術(shù)構(gòu)成的。

(2) 裝配操作質(zhì)量難以分析。在多種情況下，都難以進行質(zhì)量分析，如焊接質(zhì)量的好壞通常以目測判斷，刻度盤、旋鈕等的裝配質(zhì)量多以手感鑒定等。

(3) 進行裝配工作的人員必須進行訓(xùn)練和挑選，不可隨便上崗。

b. 組裝方法

組裝在生產(chǎn)過程中要占去大量時間，因為對于給定的應(yīng)用和生產(chǎn)條件，必須研究幾種可能的方案，并在其中選取最佳方案。目前，電子設(shè)備的組裝方法從組裝原理上可以分為：

(1) 功能法。這種方法是將電子設(shè)備的一部分放在一個完整的結(jié)構(gòu)部件內(nèi)，該部件能完成變換或形成信號的局部任務(wù)(某種功能)。

(2) 組件法。這種方法是制造出一些外形尺寸和安裝尺寸上都統(tǒng)一的部件，這時部件的功能完整退居次要地位。

(3) 功能組件法。這是兼顧功能法和組件法的特點，制造出既有功能完整性又有規(guī)范化的結(jié)構(gòu)尺寸和組件。

二、整機裝配工藝設(shè)計分析

1、機器裝配與裝配工藝系統(tǒng)圖

在裝配工藝規(guī)程設(shè)計中，常用裝配工藝系統(tǒng)圖表示零、部件的裝配流程和零、部件間相互裝配關(guān)系。在裝配工藝系統(tǒng)圖上，每一個單元用一個長方形框表示，標明零件、套件、組件和部件的名稱、編號及數(shù)量，圖3、圖4、圖5分別給出了組裝、部裝和總裝的裝配工藝系統(tǒng)圖。在裝配工藝系統(tǒng)圖上，裝配工作由基準件開始沿水平線自左向右進行，一般將零件畫在上方，套件、組件、部件畫在下方，其排列次序就是裝配工作的先后次序。

圖3 組件裝配工藝系統(tǒng)圖

圖4 部件裝配工藝系統(tǒng)圖

圖5 總裝裝配工藝系統(tǒng)圖

2、裝配精度與裝配尺寸鏈

機器的裝配精度是根據(jù)機器的使用性能要求提出的，例如，CA6140型普通車床的主軸回轉(zhuǎn)精度要求為0.01mm，CM6132型精密車床主軸回轉(zhuǎn)精度要求就是1µm ，而中國航空精密機械研究所研制的CTC-1型超精密車床的主軸回轉(zhuǎn)精度要求則高達0.1-0.2µm 。正確地規(guī)定機器的裝配精度是機械產(chǎn)品設(shè)計所要解決的最為重要的問題之一，它不僅關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量，也關(guān)系到制造的難易和產(chǎn)品成本的高低。

機器由零、部件組裝而成，機器的裝配精度與零、部件制造精度直接有關(guān)，例如圖6所示臥式普通車床主軸中心線和尾座中心線對床身導(dǎo)軌有等高性要求，這項裝配精度要求就與主軸箱、尾座、底板等有關(guān)部件的加工精度有關(guān)。可以從查找影響此項裝配精度的有關(guān)尺寸入手，建立以此項裝配要求為封閉環(huán)的裝配尺寸鏈，如圖6所示，其中A1是主軸箱中心線相對于床身導(dǎo)軌面的垂直距離，A3是尾座中心線相對于底板3的垂直距離，A2是底板相對于床身導(dǎo)軌面的垂直距離，A0則是在裝配中間接獲得的尺寸，是裝配尺寸鏈的封閉環(huán)。由圖5-45所列裝配尺寸鏈可知，主軸中心線與尾座中心線相對于導(dǎo)軌面的等高性要求與A1、A2、A3三個組成環(huán)的基本尺寸及其精度直接有關(guān)，可以根據(jù)車床裝配精度要求通過解算裝配尺寸鏈來確定有關(guān)部件和零件的尺寸精度要求。

圖6 車床主軸中心線與尾座中心線的等高性要求

1―主軸箱 2―尾座 3―底板 4―床身

三、裝配工藝規(guī)程設(shè)計

1、研究產(chǎn)品裝配圖和裝配技術(shù)條件

審核產(chǎn)品圖樣的完整性、正確性；對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)作裝配尺寸鏈分析，主要裝配技術(shù)條件要逐一進行研究分析，包括所選用的裝配方法、相關(guān)零件的相關(guān)尺寸等；對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)作結(jié)構(gòu)工藝性分析。發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)及時提出，并同有關(guān)工程技術(shù)人員商討圖紙修改方案，報主管領(lǐng)導(dǎo)審批。

2、確定裝配的組織形式

(1）固定式裝配。全部裝配工作都在固定工作地進行，這種裝配方式稱作固定式裝配。根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模，固定式裝配又可分為集中式固定裝配和分散式固定裝配。按集中式固定裝配形式裝配，整臺產(chǎn)品的所有裝配工作都由一個工人或一組工人在一個工作地集中完成；它的工藝特點是：裝配周期長，對工人技術(shù)水平要求高，工作地面積大。按分散式固定裝配形式裝配，整臺產(chǎn)品的裝配分為部裝和總裝，各部件的部裝和產(chǎn)品總裝分別由幾個或幾組工人同時在不同工作地分散完成；它的工藝特點是：產(chǎn)品的裝配周期短，裝配工作專業(yè)化程度較高。集中式固定裝配多用于單件小批生產(chǎn)；在成批生產(chǎn)中裝配那些重量大、裝配精度要求較高的產(chǎn)品（例如車床、磨床）時，有些工廠采用固定流水裝配形式進行裝配，裝配工作地固定不動，裝配工人帶著工具沿著裝配線上一個個固定式裝配臺重復(fù)完成某一裝配工序的裝配工作。

(2）移動式裝配。被裝配產(chǎn)品（或部件）不斷地從一個工作地移動到另一個工作地，每個工作地重復(fù)地完成某一固定的裝配工作，這種裝配方式稱作移動式裝配。移動式裝配又有自由移動式和強制移動式兩種，前者適于在大批大量生產(chǎn)中裝配那些尺寸和重量都不大的產(chǎn)品或部件；強制移動式裝配又可分為連續(xù)移動和間歇移動兩種方式，連續(xù)移動式裝配不適于裝配那些裝配精度要求較高的產(chǎn)品。

3、劃分裝配單元，確定裝配順序，繪制裝配工藝系統(tǒng)圖

將產(chǎn)品劃分為套件、組件、部件等能進行獨立裝配的裝配單元，是設(shè)計裝配工藝規(guī)程中最重要的一項工作，這對于大批大量生產(chǎn)中裝配那些結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的產(chǎn)品尤為重要。無論是哪一級裝配單元，都要選定某一零件或比它低一級的裝配單元作為裝配基準件。裝配基準件通常應(yīng)是產(chǎn)品的基體或主干零部件，基準件應(yīng)有較大的體積和重量，應(yīng)有足夠大的承壓面。

在劃分裝配單元確定裝配基準件之后即可安排裝配順序，并以裝配工藝系統(tǒng)圖的形式表示出來。安排裝配順序的原則是：先下后上，先內(nèi)后外，先難后易，先精密后一般。

4、編制裝配工藝文件

單件小批生產(chǎn)中，通常只繪制裝配工藝系統(tǒng)圖，裝配時按產(chǎn)品裝配圖及裝配工藝系統(tǒng)圖規(guī)定的裝配順序進行；成批生產(chǎn)中，通常還要編制部裝、總裝工藝卡，按工序標明工序工作內(nèi)容、設(shè)備名稱、工夾具名稱與編號、工人技術(shù)等級、時間定額等；在大批量生產(chǎn)中，不僅要編制裝配工藝卡，還要編制裝配工序卡，用它指導(dǎo)工人做裝配工作。此外，還應(yīng)按產(chǎn)品裝配要求，制訂檢驗卡、試驗卡等工藝文件。

結(jié)束語

整機的裝配需要熟悉機械的功能與構(gòu)成，在進行轉(zhuǎn)配設(shè)計時才能全方位的做好各種工作，確保機械裝配的質(zhì)量。

參考文獻

[1] 闞風(fēng)華.提高裝配精度的幾種方法[J].安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報.2010(02)

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關(guān)鍵詞：裝配模型；裝配工藝；裝配關(guān)系；裝配順序

中圖分類號：TP301 文獻標識碼：A 文章編號：16727800（2012）011001702

作者簡介：孟瑜（1976-），女，碩士，廣西桂林電子科技大學(xué)計算機科學(xué)與工程學(xué)院講師，研究方向為裝配規(guī)劃、知識表示與推理、描述邏輯。

0 引言

產(chǎn)品裝配工作是機械制造的最后一個工作，一件合格的產(chǎn)品需要每個零部件正確的裝配才能形成。產(chǎn)品的裝配工藝是整個機械制造過程的重要組成部分，只有將各種零部件正確地裝配才能達到產(chǎn)品設(shè)計時所要求的品質(zhì)。有關(guān)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品裝配工藝技術(shù)不僅可以大量減少產(chǎn)品的制造成本，還可以使產(chǎn)品的生產(chǎn)率成倍增長。

隨著科技的發(fā)展，計算機技術(shù)已應(yīng)用在工業(yè)的各個領(lǐng)域，計算機輔助裝配工藝設(shè)計正是計算機技術(shù)在產(chǎn)品制造領(lǐng)域應(yīng)用的體現(xiàn)。該技術(shù)可以大大縮短裝配工作的時間，降低人力的使用率，可以使產(chǎn)品裝配工藝實現(xiàn)標準化、規(guī)范化、規(guī)?；?，有效減少裝配中可能出現(xiàn)的人為錯誤，還能及時優(yōu)化和更新裝配工藝技術(shù)，使之契合不同產(chǎn)品的裝配需求。

1 裝配模型

在任何一件產(chǎn)品的生產(chǎn)之前，都必須對該產(chǎn)品的裝配模型進行建模。因為，模型可以提供有關(guān)裝配工藝的各種相關(guān)參數(shù)。可以說，它是產(chǎn)品整個設(shè)計過程的核心，是支持和開發(fā)產(chǎn)品的有效工具。裝配模型可以為設(shè)計人員和生產(chǎn)人員展示每個零部件的參數(shù)，還能幫助他們厘清各個零部件之間的相互關(guān)系，以及產(chǎn)品在裝配過程中的不同零部件在不同層次上的制約和影響。因此，構(gòu)建一個產(chǎn)品的裝配模型可以提供全面、完整的裝配信息，這不僅可以使得設(shè)計人員對產(chǎn)品設(shè)計的全過程能夠進行全面的掌控，還可以為計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)提供各種裝配信息資源，使系統(tǒng)能對其進行全面的分析和評估。

1.1 裝配關(guān)系

裝配關(guān)系是裝配模型中的一個重要組成部分。目前，主要的裝配關(guān)系模型有以下幾種：一是關(guān)聯(lián)圖模型。它是一種二維拓撲結(jié)構(gòu)的模型，其關(guān)系式是G=。G代表產(chǎn)品，P代表零部件，L代表零部件之間的關(guān)系。該關(guān)系式顯示，最終產(chǎn)品是由零部件和其之間的關(guān)系數(shù)量滿足有著極其密切的關(guān)系。產(chǎn)品裝配設(shè)計使用關(guān)聯(lián)圖模型，優(yōu)點是簡明易懂，零部件之間的裝配關(guān)系一目了然。然而，該模型也帶有明顯的缺點，就是各零部件在模型中顯示的關(guān)系，在實際的操作層面中并非如此。因此，要想使用關(guān)聯(lián)圖模型實現(xiàn)計算機輔助裝配工藝的自動化裝配是無法完成的；二是聯(lián)接矩陣法。該方法比關(guān)聯(lián)圖模型更進一步，它將關(guān)聯(lián)圖模型以矩陣的形式表現(xiàn)。在產(chǎn)品的裝配中，每一個零部件被分別安排在矩陣的行與列之上，如果零部件之間有著一定的關(guān)聯(lián)，在矩陣式中所對應(yīng)的值就會取1，如果沒有關(guān)聯(lián)則為0。用聯(lián)接矩陣法的優(yōu)點是可以從矩陣關(guān)系式中的代數(shù)特性，很容易地就能看出各個零部件之間的關(guān)系緊密程度，并可以對應(yīng)行列中的數(shù)值，迅速找到所需要的零部件；三是增強聯(lián)系圖模型。這個模型是在二維拓撲結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上建構(gòu)的一種五維拓撲結(jié)構(gòu)模型。其關(guān)系式是G=。P代表零部件，C代表兩個零部件之間的關(guān)系，A代表的是各個連接的關(guān)系所對應(yīng)的操作，R代表的是P、A、C三者之間的關(guān)系，F(xiàn)代表的是各種零部件的功能和連接的方式等。對比第一種關(guān)系模型的式子，我們可以看出，由于多了3個維度的信息，因此，它對產(chǎn)品裝配關(guān)系的描述更為全面、準確；四是等級裝配模型。該模型的設(shè)計理念認為，每一件產(chǎn)品都是由不同的功能部件和零件組合而成，它們分別有著自己獨特的功能，在它們之下還存在著更下一級的部分，下一級又包含著更下一級的部分，以此類推，最終達到最下一級的部分。在模型中表現(xiàn)出產(chǎn)品的層次性，正好可以體現(xiàn)產(chǎn)品中各零部件之間的層級關(guān)系。等級裝配模型利用等級的表達方式體現(xiàn)了產(chǎn)品物理結(jié)構(gòu)和功能的清晰分層。其所體現(xiàn)的最大優(yōu)點就是可以有效減少產(chǎn)品的復(fù)雜結(jié)構(gòu)度。等級裝配模型表現(xiàn)的不同層次，其實也內(nèi)隱著裝配中所應(yīng)該采取的先后順序，即下一級的部件應(yīng)優(yōu)先于上一級的部件進行裝配，而處于同一級的部件則可以同時裝配。因此，等級裝配模型在設(shè)計時其實已經(jīng)為實際的操作設(shè)置了部分的產(chǎn)品裝配順序。

1.2 裝配特征

裝配模型的特征有著不同的分類方法。零部件的裝配性能是由零部件本身的幾何與非幾何特征以及零部件的裝配操作組成。因此， 我們可以將零部件的特征劃分為以下3類：一是幾何特征，幾何特征包含以下幾個屬性，首先是零部件的幾何形狀；其次是零部件在產(chǎn)品中的位置；再次是各零部件之間的幾何形狀的聯(lián)接；二是物理特征，此特征主要是描述零部件的重量、體積、堅硬度、匹配度等屬性；三是裝配操作特征，指在裝配過程中，零部件在裝配時所涉及的方法、軌跡、方向、握力、定向與否等。

2 裝配順序設(shè)計

產(chǎn)品的裝配順序設(shè)計指的是為了滿足產(chǎn)品的最優(yōu)性能，而希望解出的最優(yōu)化、最合理的零部件裝配順序。裝配順序是裝配工藝設(shè)計中最為基礎(chǔ)的部分。上文所描述的裝配的三個特征決定了產(chǎn)品的裝配順序。裝配順序的設(shè)計可以劃分為以下幾類：一是優(yōu)先原則的裝配順序設(shè)計。這種方式是裝配順序設(shè)計中最為直觀的方式。根據(jù)系統(tǒng)所設(shè)計的優(yōu)先原則來安排零部件的裝配順序。這種方法設(shè)計比較緊湊，其關(guān)鍵就是按照事先安排的優(yōu)先原則來進行。但是由于這種方式采用的是一種人機交互的方式，操作人員的工作量比較大，容易犯錯。裝配設(shè)計一旦確定了優(yōu)先原則，那么相對來說，裝配的順序就顯得比較簡單了；二是組件識別的裝配順序設(shè)計。這種方式是將各零部件進行歸類分組，然后再在此基礎(chǔ)上分層設(shè)計裝配順序，最后求得整個裝配順序設(shè)計的方案。這種方式可以有效減少裝配順序的復(fù)雜流程，剔除那些在實際操作上不可行的環(huán)節(jié)。三是拆卸法裝配順序設(shè)計。 如果我們把零部件的裝配過程比作正順序的話，那么產(chǎn)品的拆卸就屬于逆順序。因此，通過反向的方法也同樣可以求解產(chǎn)品的裝配順序。這種方法的優(yōu)點是只要某一個零部件在拆卸順序中存在一定的位置，那么其也必然會滿足裝配順序的過程。但需要指出的是，滿足裝配順序的零部件在拆卸法順序中卻未必一定適合。此外，通過拆卸法還可以確定各零部件的裝配方向，而處于自由狀態(tài)的零部件是無法確定其裝配方向的。拆卸法的缺點就是零部件必須同時滿足零部件的裝卸過程，才能應(yīng)用這一方法。四是矩陣法裝配順序設(shè)計。利用矩陣法來記錄產(chǎn)品中的每一個零部件之間的相互關(guān)系和裝配關(guān)系。然后，通過對矩陣的代數(shù)運算轉(zhuǎn)變，使其簡化出產(chǎn)品的裝配順序。

產(chǎn)品的裝配順序設(shè)計是一個綜合性的難題，它涉及幾何、非幾何、物理等各方面的問題，同時還需要一定的經(jīng)驗知識的支撐。這些方面缺一不可，否則裝配順序的設(shè)計必將存在一定的不合理。設(shè)計者只有綜合各方面的因素，才能設(shè)計出切合實際需求的裝配順序。

3 裝配順序的檢驗和優(yōu)化

產(chǎn)品所包含的零部件不論多寡，對待其裝配順序都不能馬虎了事。如果設(shè)計者為了貪圖便利而只是簡單羅列了零部件的裝配順序，則很可能難以達到預(yù)設(shè)的產(chǎn)品質(zhì)量和性能的要求。因此，科學(xué)合理地設(shè)計裝配順序，對于產(chǎn)品的生產(chǎn)有著極其重要的意義。所以，在裝配順序設(shè)計完成之后，配置以科學(xué)、合理的檢驗指標對裝配順序進行評價，以求獲得最優(yōu)化的裝配順序有著重要的實踐意義。目前，生產(chǎn)領(lǐng)域里廣泛采用的有定性和定量兩種檢驗指標體系。定性的檢驗方式主要是考察裝配的頻繁性、裝配體的穩(wěn)定性、裝配操作的實踐性、模塊性以及其他配件的使用情況等。定量的檢驗方式是指考察整個裝配的耗時（包括裝配時間、調(diào)試時間、測量時間等）、裝配所需花費的成本（包括勞工成本、損耗成本以及不確定成本）以及勞工人數(shù)、裝配機數(shù)量、工作臺的數(shù)量、工具數(shù)量等等。

定量的方式以量化的指標為整個裝配順序提供了參數(shù)指導(dǎo)，使得裝配順序能以可見的數(shù)量化參數(shù)進行優(yōu)化。定性的方式也為裝配順序的優(yōu)化提供了有益的參考，但是相對定量的方式而言，定性所提供的那些參考在實際的操作層面上的應(yīng)用非常有限。筆者認為，在對一項裝配順序設(shè)計進行檢驗的過程中，以定量為主、定性為輔的方式，更加能夠?qū)崿F(xiàn)裝配順序的最優(yōu)化設(shè)計。

4 結(jié)語

隨著制造業(yè)的不斷發(fā)展，計算機輔助裝配工藝設(shè)計已引起了業(yè)內(nèi)人士的極大關(guān)注。計算機技術(shù)的應(yīng)用對于提高裝配工藝設(shè)計的標準化、規(guī)范化和優(yōu)質(zhì)化起到了十分重要的作用。它不僅大量減少了裝配工作的人力勞動，而且還提高了裝配的技術(shù)和水平，增加了產(chǎn)品的生產(chǎn)率，有效降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，使產(chǎn)品在激烈的市場競爭中更具競爭力。但對于計算機輔助裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)我們要辯證看待，不是越先進的技術(shù)就越適合企業(yè)。企業(yè)必須結(jié)合自身的實際情況，分析自身對裝配工藝的實際需求，選擇最為合適的系統(tǒng)，才能做到利益的最大化。同時，企業(yè)也必須認識到，隨著計算機技術(shù)的日新月異，計算機輔助裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)也必將發(fā)展迅速。因此，要求企業(yè)要緊緊跟隨最新的研究成果，及時更新適合于自己的系統(tǒng)開發(fā)。

參考文獻：

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篇(3)

【關(guān)鍵詞】裝配工藝系統(tǒng)圖；裝配工藝規(guī)程；機床結(jié)構(gòu)的工藝性

1 裝配工藝系統(tǒng)圖

在機床裝配工藝過程中，表示產(chǎn)品的零件，部件間的裝配方法和裝配流程的示意圖叫裝配工藝系統(tǒng)圖，所要裝配的零件用一個方格表示，并在這個方格旁邊標明零件的名稱，編號和數(shù)量，它既能表示一個零件，又能表示組件和部件。

裝配系統(tǒng)圖的要求是由基準零件開始，沿水平線從左向右進行，一般是將零件畫在上方，套件、組件、部件畫在下方，而所畫出的順序就是零件的裝配順序。

裝配工藝系統(tǒng)圖配合裝配工藝規(guī)程在機床的裝配生產(chǎn)中起到指導(dǎo)的作用，是為了使產(chǎn)品的裝配流水線，提高裝配效率，同時它也為分析裝配工藝起到指導(dǎo)作用，主要是應(yīng)用于大批大量生產(chǎn)中。

2 裝配工藝規(guī)程的制定

裝配工藝規(guī)程是機床裝配過程中不可缺少的文件，是指導(dǎo)裝配生產(chǎn)的主要技術(shù)文件，制定裝配工藝規(guī)程是生產(chǎn)技術(shù)準備工作的主要內(nèi)容之一，裝配工藝規(guī)程對保證裝配質(zhì)量、提高裝配生產(chǎn)效率、縮短產(chǎn)品裝配周期，減輕工人勞動強度、縮短裝配占地面積，降低生產(chǎn)成本等都有重要的意義。

制定裝配工藝規(guī)程的步驟

（1）產(chǎn)品分析

（2）裝配方法選擇

（3）確定裝配的組織形式

（4）確定裝配順序

（5）劃分裝配工序

（6）編制裝配工藝文件

3 裝配尺寸鏈

裝配尺寸鏈是指在裝配過程中，由不同零件的相關(guān)設(shè)計尺寸作為組成環(huán)所構(gòu)成的尺寸鏈。裝配尺寸鏈組成要滿足“一件一環(huán)”。

所謂一件一環(huán)是在查找裝配尺寸鏈時，每個相關(guān)的零、部件只應(yīng)有一個尺寸作為組成環(huán)裝配尺寸鏈。這樣，組成環(huán)的數(shù)目就等于有關(guān)零、部件的數(shù)目，即“一件一環(huán)”，這就是裝配尺寸鏈的最短路線（環(huán)數(shù)最少）原則。

裝配尺寸鏈的計算方法：

（1）正計算，即已知組成環(huán)的尺寸和公差，求解封閉環(huán)的尺寸和公差。這類問題多出現(xiàn)在裝配、檢驗中，用以校驗產(chǎn)品是否合格。

封閉環(huán)的基本尺寸：等于所有增環(huán)基本尺寸之和減去所有減環(huán)尺寸之和，即：

封閉環(huán)的上偏差等于所有增環(huán)上偏差之和減去所有減環(huán)下偏差之和；封閉環(huán)的下偏差等于所有增環(huán)下偏差之和減去所有減環(huán)上偏差之和。即：

（2）反計算，即已知封閉環(huán)的尺寸和公差，求解組成環(huán)的尺寸和公差。這類問題多出現(xiàn)在設(shè)計中，即在提出裝配精度要求后，如何設(shè)計相關(guān)零件的精度。

（3）解中間問題，即已知封閉環(huán)與部分組成環(huán)的尺寸和公差，求解其余組成環(huán)的尺寸和公差。這類問題在設(shè)計和工藝中均會出現(xiàn)，許多反計算最后都會轉(zhuǎn)化為中間問題來求解。

4 機床結(jié)構(gòu)的工藝性

機床結(jié)構(gòu)的裝配工藝性和零件結(jié)構(gòu)的機械加工工藝性一樣，對機器的整個生產(chǎn)過程有較大的影響，也是評價機器設(shè)計的指標之一。機器結(jié)構(gòu)的裝配工藝性在一定程度上決定了裝配過程周期的長短，花費勞動量的大小、成本的高低、以及機器使用質(zhì)量的優(yōu)劣等。

根據(jù)機器的裝配實踐和裝配工藝的需要對機器結(jié)構(gòu)的裝配工藝性提出以下要求：

（1）機器結(jié)構(gòu)應(yīng)能分成獨立的裝配單元

（2）減少裝配時的修配和機械加工

（3）機器結(jié)構(gòu)應(yīng)便于裝配和拆卸

下面通過幾個實例進行分析機床結(jié)構(gòu)的工藝性：

A：有的機構(gòu)有以下幾個不足之處：

（1）軸承外圈左側(cè)內(nèi)徑與箱體臺肩平齊，造成拆卸不便；

（2）中間軸靠近軸承的軸肩部分外徑與軸承內(nèi)圈右端外徑平齊，不利于拆卸。

篇(4)

本文選用數(shù)字化仿真軟件DELMIAV5R16作為數(shù)字化裝配工藝設(shè)計平臺，3D建模和產(chǎn)品預(yù)裝配過程的實施在軟件UGSNX6．0中實現(xiàn)。數(shù)字化裝配工藝設(shè)計具體實施步驟如下：（1）在UGSNX6．0軟件中進行核動力設(shè)備和總裝工裝的3D建模，并進行產(chǎn)品的裝配順序和預(yù)裝配檢查。（2）在DELMIA的數(shù)字化工藝設(shè)計模塊支持下，將產(chǎn)品數(shù)據(jù)導(dǎo)入DPE模塊數(shù)字化工藝設(shè)計環(huán)境，建立產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫和資源數(shù)據(jù)庫，并將數(shù)據(jù)庫中模型導(dǎo)入數(shù)字化裝配仿真環(huán)境中。（3）創(chuàng)建裝配工藝數(shù)據(jù)庫，以設(shè)計好的裝配順序為基礎(chǔ)利用PERT圖進行DPE環(huán)境下的二維裝配順序的建立，PERT圖中每一個圖標元素代表一個裝配工序，通過修改其中的元素或者順序，數(shù)字化環(huán)境中的裝配順序也會相應(yīng)改變。（4）進行裝配過程仿真，對每一個工序分配產(chǎn)品或資源元素，并進行總裝焊接工裝結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性及組裝焊接操作空間的評估，裝配路徑的規(guī)劃，碰撞干涉檢查，這一步驟是一個反復(fù)修改過程，直到得到最優(yōu)結(jié)果再進行下一個裝配工序的設(shè)計。系統(tǒng)根據(jù)PERT圖和單個工序設(shè)計結(jié)果，自動生成整個裝配工藝的動態(tài)仿真過程。

2核動力設(shè)備及工裝3D建模

根據(jù)數(shù)字化裝配工藝需要進行產(chǎn)品、總裝工裝及其他輔助工具等的3D建模。其中總裝工裝涉及的零部件較多，需要在裝配工藝動態(tài)仿真前對其結(jié)構(gòu)進行預(yù)裝配驗證，檢查工裝的結(jié)構(gòu)設(shè)計合理性和工裝與產(chǎn)品組件的干涉狀況。通過驗證結(jié)果對工裝的結(jié)構(gòu)不斷進行優(yōu)化。

3數(shù)字化裝配工藝設(shè)計與動態(tài)仿真驗證

3.1總裝工藝初步制定

根據(jù)核動力設(shè)備和工裝的結(jié)構(gòu)特點，完成初步的核動力設(shè)備整臺的組裝工藝的制定，為數(shù)字化裝配仿真驗證做前期的準備。

3.2產(chǎn)品和工裝資源規(guī)劃

產(chǎn)品和工裝資源規(guī)劃是數(shù)字化裝配工藝中的重要一環(huán)，是保證生產(chǎn)有序進行的前提。首先要對生產(chǎn)車間的場地及總裝過程中需要的各種產(chǎn)品資源進行清理和分析，然后根據(jù)生產(chǎn)車間場地的情況對核動力設(shè)備各個零部件、總裝工裝、總裝臺架及輔助工裝、工具進行有序的規(guī)劃布局，使整個生產(chǎn)過程的資源擺放整齊，不會發(fā)生現(xiàn)場混亂的現(xiàn)象。

3.3裝配路徑設(shè)計

在數(shù)字化裝配過程中，需要對核動力設(shè)備的每一步組裝工序的裝配順序進行設(shè)計、驗證和優(yōu)化，使其達到最優(yōu)。裝配路徑設(shè)計要遵循效率優(yōu)先、路徑最短原則。在節(jié)約效率的同時，要考慮人性化設(shè)計，即在考慮操作人員的操作空間和操作舒適度的情況下增加裝配路徑。

3.4裝配過程運動仿真

裝配過程運動仿真是實現(xiàn)數(shù)字化裝配技術(shù)的關(guān)鍵，是將所有組裝工序的運動過程匯編成最終的裝配過程。在進行裝配過程運動仿真過程中需要對零部件的裝配順序與裝配路徑、裝配資源配置的合理性、工藝裝備設(shè)計的合理性及操作空間的開敞性和安裝工具的可達性進行一個全面的驗證、評估與優(yōu)化，并根據(jù)驗證的結(jié)果對前期的設(shè)計輸入進行不斷的修改完善。裝配仿真對核動力設(shè)備總裝工裝設(shè)計的合理性和組件裝配過程的碰撞干涉進行了重點關(guān)注，并在數(shù)字化裝配環(huán)境中對每一個裝配工序進行了詳細的設(shè)計和分析，并最終得出最優(yōu)的組件動態(tài)裝配過程。圖2為總裝過程組中的一個裝配場景。經(jīng)過動態(tài)裝配過程仿真和分析，發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計、工裝設(shè)計、初步工藝設(shè)計和操作空間可達性、舒適性等多個問題，并提出了解決措施和解決后效果評估。

3.5仿真結(jié)果輸出

數(shù)字化裝配工藝設(shè)計仿真輸出結(jié)果可以實現(xiàn)各種文件形式，如avi視頻文件、txt文件以及各種形式報表等，可以對核動力設(shè)備總裝過程中每個工序動態(tài)裝配過程的數(shù)據(jù)、產(chǎn)品和資源的描述文本和動態(tài)裝配過程視頻進行輸出。

4結(jié)語

篇(5)

關(guān)鍵詞：半剛電纜組件；3D布纜；3D裝配工藝

引言

3D布纜是以3D結(jié)構(gòu)模型為基礎(chǔ)，在3D環(huán)境下，充分考慮電子產(chǎn)品內(nèi)部器件結(jié)構(gòu)布局和空間干涉情況，并根據(jù)電纜連接關(guān)系，完成各電纜的走向規(guī)劃和形狀設(shè)計，并依此生成各種用于電纜制造的工程圖紙與數(shù)據(jù)的過程。

3D裝配工藝是直接利用包含電纜的產(chǎn)品3D模型，在3D環(huán)境下，通過合理規(guī)劃裝配流程、定義裝配工藝要求并直觀的模擬裝配過程，最終形成3D可視化、結(jié)構(gòu)化的裝配工藝，并進一步到車間現(xiàn)場實現(xiàn)可視化裝配作業(yè)指導(dǎo)的技術(shù)。

隨著現(xiàn)代集成制造技術(shù)、制造業(yè)信息化技術(shù)的迅猛發(fā)展及其在我國國防制造業(yè)的推廣和應(yīng)用，三維CAD技術(shù)和PLM技術(shù)正在成為企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新的基礎(chǔ)條件，這對傳統(tǒng)的工藝技術(shù)能力提出了新的挑戰(zhàn)，同時也推動了3D技術(shù)在制造工藝領(lǐng)域的應(yīng)用研究。半剛電纜組件作為電子產(chǎn)品中傳輸電信號的重要元器件，使用相當(dāng)廣泛，其制造裝配過程是電子設(shè)備制造一個最為重要的環(huán)節(jié)。如何將3D技術(shù)，尤其是3D布纜技術(shù)和3D裝配工藝技術(shù)，應(yīng)用在半剛電纜組件制造領(lǐng)域，探索出一種新的制造流程與方法，以縮短產(chǎn)品的制造周期、提升質(zhì)量并降低成本，就成為我們電氣互聯(lián)工藝專業(yè)需要解決的問題。

1 傳統(tǒng)的半剛電纜組件制造所面臨的問題

在傳統(tǒng)的半剛電纜組件制造過程中，制造和裝配一般都在產(chǎn)品總裝階段進行。由操作人員自行規(guī)劃電纜的走向和形狀，并進行制造、測試與裝配。隨著產(chǎn)品小型化進程的推進及用戶的對于產(chǎn)品質(zhì)量及供貨周期要求的提高，這樣的裝配流程與方法逐漸凸顯出了諸多的問題。

（1）質(zhì)量可靠性問題：由于缺少有效的工藝文件指導(dǎo)制造、裝配及檢驗作業(yè)，使得一些工藝技術(shù)要求，如成型要求，可靠性要求等難以在制造及裝配過程中得到保證，檢驗過程也難以發(fā)現(xiàn)問題，形成了質(zhì)量隱患。

（2）產(chǎn)品一致性問題：不同批次的產(chǎn)品由不同的操作人員完成制造與裝配，半剛電纜組件的工藝參數(shù)和最終形態(tài)不能有效落實在工藝文件中，必然使得各批次產(chǎn)品的交付形態(tài)不一致，對產(chǎn)品形象造成不利影響。

（3）裝配效率問題：一方面產(chǎn)品內(nèi)部的結(jié)構(gòu)越來越緊湊，留給半剛電纜裝配的空間越來越小，另一方面由于電氣性能的要求，對半剛電纜組件長度要求越來越嚴格。這增加了電纜配裝難度，許多產(chǎn)品需要進行多層交叉式的裝配。由于設(shè)計前期的在可裝配性方面的疏漏以及操作人員對裝配順序規(guī)劃的不合理，經(jīng)常造成電纜裝配反復(fù)，極大的影響了裝配效率。

（4）產(chǎn)品制造周期問題：由于半剛電纜組件的制造、測試及裝配過程必須在結(jié)構(gòu)及電氣器件實物裝配完成后進行，需要極長的時間。這樣的串行制造模式使得產(chǎn)品的制造周期延長，影響到產(chǎn)品的交付計劃。

（5）產(chǎn)能瓶頸問題：隨著產(chǎn)品訂單的增加，半剛電纜組件的生產(chǎn)規(guī)模也隨之增加，在操作技能人員不能大量擴充的情況，企業(yè)產(chǎn)能已無法滿足產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模的需求，產(chǎn)能瓶頸問題逐漸凸顯。

（6）制造成本問題：由于缺乏準確的工藝數(shù)據(jù)，使得半剛電纜線材下料過程缺乏控制，管理粗放，材料浪費極大。同時由于制造和裝配過程的反復(fù)，消耗了大量的電纜驗證樣件，從一定程度上也增加了制造的成本。

2 半剛電纜組件工藝要求

半剛電纜組件的工藝要求直接關(guān)系到其質(zhì)量的優(yōu)劣，為保證半剛電纜組件能夠滿足產(chǎn)品使用要求，其制造及裝配過程需要考慮以下幾方面。

2.1 電纜的可靠性

（1）應(yīng)盡量減少裝配后硬連接產(chǎn)生的應(yīng)力，這些應(yīng)力可能會造成電纜焊點的失效，或電纜的本身的機械損傷，所以我們需要合理的設(shè)計電纜成型形狀，來消減這些應(yīng)力，如圖1：

（2）保證電纜最小彎曲半徑，防止電纜因彎曲半徑過小，造成導(dǎo)體上產(chǎn)生皺褶和破裂，影響電纜電氣性能。

（3）根據(jù)電纜類型，確保電纜端頭最小直線段長度，避免在實際加工成型過程中，對組件同心度造成影響。

（4）充分考慮電纜振動要求，電纜盡量緊貼結(jié)構(gòu)件走線，避免過長電纜懸空，在振動過程中造成電纜失效，形成質(zhì)量隱患。

2.2 電纜易于成型，提高電纜組件的制造效率

（1）滿足可靠性的前提下，電纜長度應(yīng)盡量短，成型形狀應(yīng)盡量簡單，做到橫平豎直，彎曲半徑、角度以及直線段長度盡量規(guī)整，便于成型。

（2）盡量減少折彎的數(shù)量，如可以通過適當(dāng)改變電纜的折彎半徑，將兩個相臨的折彎點，變成一個折彎點，提高成型的效率，如圖2。

（3）在電纜的成型過程中，兩個折彎點中間的直線段的長度都要大于或等于折彎用導(dǎo)輪的直徑，否則電纜很難成型。

2.3 電纜易于裝取

（1）工藝設(shè)計需要考慮電纜層疊安裝順序，盡量避免交叉干涉，便于電纜的裝取。

（2）在保證電纜可靠性的前提下，電纜端頭直線段長度不宜過長，特別出線位置靠近分機和模塊內(nèi)壁時，需要留一定的裝配間隙，否則影響電纜裝取。

3 3D技術(shù)的應(yīng)用流程

以上述的半剛電纜裝配工藝要求為前提，3D布纜技術(shù)及3D裝配工藝技術(shù)在半剛電纜組件制造過程的應(yīng)用流程如圖3所示。

4 3D技術(shù)應(yīng)用的技術(shù)難點

目前一些主流的3D設(shè)計軟件雖然具備3D布纜和3D裝配仿真模塊，但就軟件功能和設(shè)計效率方面而言，距離工程應(yīng)用的還存在極大的差距，開展3D技術(shù)在半剛電纜組件制造領(lǐng)域的應(yīng)用研究，必須解決以下技術(shù)難點。

4.1 3D布纜應(yīng)用技術(shù)難點

（1）如何定義電纜連接器電氣屬性和布纜基準點；

（2）如何管理線材庫、連接件庫及標識庫，并進行高效調(diào)用；

（3）如何管理布纜的工藝要求，并在布纜設(shè)計時進行正確性校驗；

（4）如何進行高效的電纜形狀設(shè)計，并抽取用于制造的3D電纜組件模型；

（5）如何依據(jù)制造工藝要求，從3D模型中提取和處理制造工藝參數(shù)，從而快速的生成電纜成型圖和相關(guān)表格。

4.2 3D裝配工藝應(yīng)用技術(shù)難點

（1）如何對3D模型進行輕量處理，并保留裝配工藝設(shè)計必需的模型要素；

（2）如何管理3D裝配工藝設(shè)計，包含任務(wù)管理、模型管理、審簽流程管理、變更管理、工藝資源管理、工藝知識管理等；

（3）如何進行結(jié)構(gòu)化的裝配工藝流程規(guī)劃，并進行工序及工步的裝配仿真與驗證；

（4）如何生成3D可視化裝配作用指導(dǎo)書，并到裝配車間，實現(xiàn)瀏覽，指導(dǎo)裝配作業(yè)。

5 3D技術(shù)應(yīng)用的效果

5.1 3D布纜應(yīng)用效果

通過3D布纜產(chǎn)出的電纜成型圖及相關(guān)表格，表達了半剛電纜組件制造過程中所需的工藝參數(shù)，包含了成型折彎半徑、折彎角度、扭轉(zhuǎn)角度、分段長度等，可用于電纜的批量制造，如圖4所示。半剛電纜組件3D模型如圖5所示。

5.2 3D裝配工藝應(yīng)用效果

結(jié)構(gòu)化的3D裝配工藝設(shè)計，可以通過波特圖表達工序間的串聯(lián)和并聯(lián)關(guān)系，并為制造執(zhí)行系統(tǒng)解析，為工序之間的并行制造提供了基礎(chǔ)，如圖6所示。通過3D可視化裝配作用指導(dǎo)書，可以直觀，有效的指導(dǎo)半剛電纜組件的實物裝配，如圖7所示。

6 3D技術(shù)應(yīng)用的價值

通過3D布纜技術(shù)及3D裝配工藝技術(shù)的應(yīng)用，可以顯著改善半剛電纜組件制造工藝，進一步提高產(chǎn)品的裝配制造技術(shù)優(yōu)勢和生產(chǎn)能力，其價值具體體現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）提升產(chǎn)品質(zhì)量可靠性和一致性：在產(chǎn)品設(shè)計階段完成電纜工藝設(shè)計和裝配過程仿真與驗證，真正實現(xiàn)面向制造的工藝設(shè)計。將半剛電纜組件制造及裝配工藝要求通過成型圖紙、表格及直觀的3D可視化作業(yè)指導(dǎo)文件，準確、直觀傳遞給操作人員，可有效的指導(dǎo)其制造裝配作業(yè)，從而提升了產(chǎn)品的質(zhì)量與一致性。

（2）提高裝配效率：通過3D裝配工藝設(shè)計仿真與驗證，能將多數(shù)半剛電纜裝配問題在工藝設(shè)計階段發(fā)現(xiàn)解決，提升了實物裝配一次成功率，極大的較少返修與報廢，提高了裝配效率。

（3）縮短了產(chǎn)品制造的周期：以詳細的工藝數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)化的3D裝配工藝為基礎(chǔ)，實現(xiàn)了工序間的并行制造，半剛電纜組件可以在結(jié)構(gòu)件及電器件加工、采購及裝配的同時，進行半剛電纜組件的焊接、成型及電氣性能測試，極大的縮短了電纜裝配的時間，從而縮短產(chǎn)品的整個制造周期。

（4）解決產(chǎn)能不足的問題：3D布纜后產(chǎn)生的詳細的電纜工藝成型數(shù)據(jù)，可以保障半剛電纜組件的制造外包，從而在一定程度上緩解了企業(yè)自身制造產(chǎn)能不足的問題。

（5）節(jié)約成本： 3D布纜后產(chǎn)生的詳細線材下料數(shù)據(jù)，將線材下料長度精確到毫米，減少了下料過長造成的材料損耗，同時通過3D仿真驗證，也減少的實物樣件的制作與報廢，極大的節(jié)約了材料成本和人力成本。

篇(6)

【關(guān)鍵詞】3D 飛機裝配 規(guī)劃 仿真一體化模型

這些年，數(shù)字化裝配工藝在我國獲得了空前的發(fā)展，尤其是在飛機制造領(lǐng)域中，數(shù)字化裝配工藝的地位也在持續(xù)升高。其要求產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息現(xiàn)數(shù)字化傳遞實，產(chǎn)品的仿真計劃進程實現(xiàn)可視化，能夠精確、快速的編制相應(yīng)工藝文件，同時具備生動直觀性，從而有效減少飛機產(chǎn)品的研發(fā)成本、減短商品的研發(fā)周期、從而進一步提供w機產(chǎn)品的質(zhì)量。

1 DELMIA 軟件與3D的簡單講解

DELMIA的英文全稱為：Digital Enterprise Lean Manufacturing Interactive Application，其指的是法國某出品的一種三維設(shè)計軟件，具有很強的模擬仿真功能。ELMIA 應(yīng)用非常廣泛，涵蓋了汽車、航空、船舶以及航天等很多機械領(lǐng)域產(chǎn)品的數(shù)字化制作。其以“數(shù)字化制作技能”為中心，主要解決各產(chǎn)品在制作進程的仿真問題，同時為其提供了有關(guān)模擬數(shù)字化制造的定義和過程中的各項功能。這個系統(tǒng)有非常多的子模塊，這些子模塊根據(jù)各自的功能能夠分為三大類，其分別是資源建模與仿真（Quest）、數(shù)字制造 （Digital Process ，DPM） 以及數(shù)字工藝（Digital Process Engineer，DPE）。

其中，數(shù)字制造 （DPM） 為產(chǎn)品制造提供一種驗證應(yīng)用以及細節(jié)規(guī)劃應(yīng)用―― 3D 環(huán)境。即把數(shù)字工藝（DPE） 產(chǎn)生的有關(guān)產(chǎn)品的圖表結(jié)構(gòu)，與生產(chǎn)制造標準相結(jié)合，從而構(gòu)成3D虛擬制作環(huán)境，以實際中產(chǎn)品的3D模型來形成3D 工藝過程，從而針對產(chǎn)品進行有效的分析，研究其產(chǎn)品的可拆卸性、可制性、可維護性以及可達性等等，從實現(xiàn)到 3D 工藝數(shù)據(jù)和其產(chǎn)品數(shù)據(jù)真正的同步并行環(huán)境。

2 3D環(huán)境下飛機裝配工藝規(guī)劃與仿真一體化模型

2.1 3D環(huán)境下飛機裝配工藝規(guī)劃與仿真一體化的特點

特點1：三維3D環(huán)境下飛機產(chǎn)品由計劃到仿真的數(shù)據(jù)信息可以一次性輸入，即根據(jù)三維模型，經(jīng)過一次輸入主體信息（如飛機產(chǎn)品安裝次序、安裝單元劃分等），經(jīng)過計劃和仿真期間對動作定義、檢驗以及操作說明、等其他的輔佐信息的完善，從而構(gòu)成完整的工藝信息。

特點2：能夠?qū)崿F(xiàn)仿真對技術(shù)計劃的反向更新，經(jīng)過仿真驗證進行技術(shù)信息的科學(xué)更改，實現(xiàn)自動針對上游工藝計劃期間規(guī)劃的信息的反向更新。

2.2 3D環(huán)境下飛機裝配工藝對象層次分解

在3D環(huán)境下飛機裝配執(zhí)行過程中，所有的活動都是幾何實體對象（AP1 O和ARO）經(jīng)過最基礎(chǔ)的零件特征間的相互合作來完成的，不過兩者在邏輯上卻存在著不對等的層次聯(lián)系。把其中裝配工藝對象AP2 O的結(jié)構(gòu)層次費為幾部分，其中包含裝 配工作（AJ）、裝配任務(wù)（AT）、安裝操作（AO）、安裝動作（AA）和裝配配合（AM）。下面我們針對其中重要的三個環(huán)節(jié)進行簡單講解。

2.2.1 3D環(huán)境下飛機裝配操作

裝配操作指的是在一個裝配任務(wù)（AT）履行過程中，履行人員與安裝配備、零組件彼此之間相互需要進行的操作活動，能夠有效反應(yīng)AT的相應(yīng)執(zhí)行步驟，例如裝配工具的歸位、使用；零組件移動定位等等。其操作的對象可以是多個也可以是一個。安裝操作（AO）計劃成果是以裝配任務(wù)（AT）為父節(jié)點的安裝操作樹，安裝操作（AO）之間有著清晰的先后時間順序，科學(xué)反映了裝配連接方式、位基準、辦法等安裝履行的細節(jié)信息。

2.2.2 3D環(huán)境下飛機裝配動作

裝配動作值得是是在履行安裝操作（AO）進程中的單個零件的運動進程，如人體、資源零件以及商品零件等等，也可以說其是完成該安裝操作（AO）的一切單一零件運動進程的總和，能夠處于虛擬環(huán)境中實現(xiàn)可視化模擬。

在安裝動作（AA）計劃進程中，我們需要剖析裝配干涉，從而實現(xiàn)途徑優(yōu)化等。安裝動作（AA）計劃的結(jié)果是以安裝操作（AO）為父節(jié)點的安裝動作樹，能夠科學(xué)表現(xiàn)出零件的運動路線及工具的運用進程等。

2.2.3 3D環(huán)境下飛機裝配配合

裝配配合指的是在履行安裝動作（AA）的過程中，產(chǎn)品目標零件和其他相關(guān)零件彼此之間特征對點（或者對面、對線等）的配合約束關(guān)系，其他相關(guān)零件包括資源零件以及產(chǎn)品零件等等。其關(guān)系也包含各種要求，例如平行、線線重合、相交、面面貼合和點點重合等等。執(zhí)行安裝動作（AA）完成的標志是裝配配合（AM）的實現(xiàn)。例如實現(xiàn)面間距五毫米、端面貼合等等。

3 結(jié)語

上文所講解的模型集合了飛機安裝技術(shù)計劃對飛機產(chǎn)品各個資源的幾何運動描繪以及組織管理等各方面的要求，其中包括飛機產(chǎn)品對象、工具以及工裝等有關(guān)資源。針對產(chǎn)品進行有效的分析，研究其產(chǎn)品的可拆卸性、可制性、可維護性以及可達性等等，從實現(xiàn)到 3D 工藝數(shù)據(jù)和其產(chǎn)品數(shù)據(jù)真正的同步并行環(huán)境。

參考文獻：

[1]賈曉亮，丁曉宇，耿俊浩，等.面向PLM基于3D產(chǎn)品模型的航空產(chǎn)品數(shù)字化工藝技術(shù)研究[J].航空精密制造技術(shù)，2011（03）：49-53.

篇(7)

關(guān)鍵詞：飛機數(shù)字化裝配；柔性裝配工裝；數(shù)字化測量技術(shù)

1.飛機裝配技術(shù)現(xiàn)狀

20世界80年代以來，飛機產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)隨著CAD/CAM技術(shù)、計算機信息技術(shù)、自動化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展而成熟起來。以美國為首的西方發(fā)達國家最早開始研究并首先采用這些新技術(shù)，并盡快把它應(yīng)用到航空航天制造業(yè)中。近年來，以國際上兩大民用飛機制造公司波音公司和空客公司為代表的航空制造企業(yè)，大力發(fā)展數(shù)字化裝配技術(shù)，大量采用數(shù)字化柔性裝配工裝。由機柔性定位裝配工裝本身就是一套數(shù)字化工藝裝備，如果再通過網(wǎng)絡(luò)與自動控制裝置、計算機等終端控制設(shè)備相連，則可以實現(xiàn)將設(shè)計好的三維數(shù)字模型直接輸入計算機來操縱數(shù)字化工裝設(shè)備。以波音公司為例：其波音737機身段對接裝配系統(tǒng)與翼身對接裝配系統(tǒng)，裝配過程中大量使用數(shù)字控制的定位器實現(xiàn)機身段、外翼等大部件的調(diào)姿和定位。其中，波音777型飛機的研制，由于全面采用數(shù)字化設(shè)計、制造及裝配新技術(shù)，使研制周期縮短50%，出錯返工率減少75%，成本降低25%，成為數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)在飛機研制中應(yīng)用的標志和里程碑。目前，國內(nèi)的飛機裝配中使用的工裝仍主要以傳統(tǒng)的剛性、專用形式為主，工裝數(shù)量多、占地面積大，生產(chǎn)周期長、制造成本高。隨著國內(nèi)新機型號的逐漸增多，傳統(tǒng)的剛性。專用工裝已經(jīng)不能實現(xiàn)現(xiàn)代飛機多品種和小批量生產(chǎn)的需求，己經(jīng)成為制約國內(nèi)飛機裝配技術(shù)發(fā)展的主要因素之一。

飛機數(shù)字化裝配是建立在計算機數(shù)字信息處理平臺上的融合飛機全部數(shù)字量的協(xié)調(diào)體系，應(yīng)用計算機信息技術(shù)，數(shù)字控制技術(shù)，采用各種數(shù)控裝配工具，實現(xiàn)自動化固持、加工、對接，完成飛機組件、部件和機身的裝配連接等綜合性系統(tǒng)工程。數(shù)字化裝配技術(shù)能適應(yīng)飛機部件品種規(guī)格，批量、裝配工藝。場地和時間的變化要求。而先進的飛機數(shù)字化裝配技術(shù)是保證飛機部件和飛機整體性能的關(guān)鍵，主要包括以下幾個方面：

2 基于數(shù)字化標準工裝的數(shù)字化協(xié)調(diào)技術(shù)

數(shù)字化標準工裝是一種數(shù)字協(xié)調(diào)方法，它利用三維數(shù)字模型和坐標基準系統(tǒng)來制造零件與工裝，這些工裝用于零件生產(chǎn)、段部件裝配。部件之間裝配及檢驗。數(shù)字化標準工裝的作用即是代替實物標準工裝，起到協(xié)調(diào)標準的作用，從而克服了實物工裝成本高，而且維護難度大等缺點。數(shù)字化標準工裝是計算機中包含產(chǎn)品某些部位的幾何形狀和尺寸的數(shù)字模型，可以是工程數(shù)字模型，它增加了必要的裝配工藝信息的部件裝配數(shù)字模型，是制造、裝配、檢驗和協(xié)調(diào)生產(chǎn)用工藝裝備的數(shù)字量標準，是保證生產(chǎn)用工藝裝配間。產(chǎn)品部件和組件之間的尺寸和形狀協(xié)調(diào)互換的重要依據(jù)。

3 數(shù)字化柔性裝配工裝

飛機數(shù)字化柔性裝配工裝是指在飛機裝配中為了提高工裝快速響應(yīng)產(chǎn)品變化能力，縮短工裝準備周期，降低工裝制造成本，而采用的一種基于產(chǎn)品數(shù)字量尺寸協(xié)調(diào)體系的模塊化、可自動調(diào)整重構(gòu)的裝配工裝。在機身部件裝配以及機身對接裝配等大部件對接過程中，數(shù)字化柔性裝配工裝的執(zhí)行機構(gòu)主要包括定位器和工藝接頭，定位器是一個高精度的數(shù)字化自動控制裝置。定位器能夠根據(jù)控制系統(tǒng)的指令實現(xiàn)機身部件或機身的姿態(tài)調(diào)整、支撐固持，同時抑制裝配對象的變形。圖3.1為龐巴迪公司Global Express and Global5000總裝配系統(tǒng)。從圖中可觀察到，飛機數(shù)字化柔性裝配具有結(jié)構(gòu)簡單，空間開敞等優(yōu)點。

由機輪廓外形復(fù)雜，且在飛機設(shè)計過程中未給定位器預(yù)留連接接頭，所以需要設(shè)置專用的工藝接頭過渡連接定位器與飛機部件，根據(jù)飛機部件的不同，工藝接頭與飛機部件之間的連接方式可設(shè)置成螺栓連接。磁力吸附或真空吸附。在機身段（部）件裝配中，工藝接頭與機身之聞通常為螺栓連接，圖3.2為A400M數(shù)字化柔性裝配系統(tǒng)中的機身工藝接頭。機身工藝接頭將定位器的集中載荷傳遞至機身，在機身工藝接頭與機身的連接區(qū)域受載情況較為惡劣。因此，合理設(shè)計機身工藝接頭的結(jié)果及其與機身的連接方式是保障機身數(shù)字化裝配安全性的關(guān)鍵口。

4 數(shù)字化測量技術(shù)

數(shù)字化測量技術(shù)是以計算機控制來完成自動、快速、精準的測量。數(shù)字化測量技術(shù)主要涉及測量分析軟件與數(shù)字化測量設(shè)備兩部分內(nèi)容。測量分析軟件一方面要與測量設(shè)備有良好的數(shù)據(jù)輸入輸出通道，精確獲得測量數(shù)據(jù)和理論數(shù)字模型，對原始三維數(shù)據(jù)和實際采集的數(shù)據(jù)進行對比，并兼有模擬分析和現(xiàn)場分析的能力；另一方面要能與硬件控制軟件配合，將分析得到的結(jié)果傳遞給控制軟件，以驅(qū)動、控制數(shù)字化柔性調(diào)姿工裝。另外，此類軟件還可以進一步實現(xiàn)異常狀態(tài)的檢測、多維狀態(tài)的識別、對操作時難以達到狀態(tài)的可視信息化等。相對于傳統(tǒng)測量設(shè)備，數(shù)字化測量設(shè)備具有檢測速度快、安裝和操作便捷、可動態(tài)測量、測量精度及效率高等特點。目前，最先進的測量設(shè)備是激光跟蹤儀，激光跟蹤儀是近十年來才發(fā)展起來的新型測量儀器，集激光干涉技術(shù)、光電檢測技術(shù)、精密機械技術(shù)、計算機及控制技術(shù)、現(xiàn)代數(shù)值計算理論于一體，實時掃描測量，具有極高的測量精度及效率，可以對三維數(shù)據(jù)進行直接輸入輸出，并具有廣泛、通用的接口，能夠很容易地與其他數(shù)字化設(shè)備連接工作。使用激光跟蹤儀進行測量時，跟蹤頭到被測目標點的距離可達幾十米，完全能夠滿足機身部件裝配的需要。圖4.1為API公司的第三代激光跟蹤儀在波音737數(shù)字化裝配系統(tǒng)中的應(yīng)用。

結(jié)論

本文介紹了目前飛機裝配的主要技術(shù)。為解決目前國內(nèi)在飛機裝配柔性工裝因缺乏深入的研究應(yīng)用而導(dǎo)致的數(shù)量較少，不能形成規(guī)模的問題，提出了飛機數(shù)字化裝配的三種關(guān)鍵技術(shù)，為解決上述問題起到了拋磚引玉的作用。