CN107423514B - 一种基于数字化结构进行飞机装配的工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在CATIA软件环境中，以工程数模为依据，以各装配工位为单位建立工艺设计单元。每个单元的工位介绍模块包含工位名称、站位编号、工位编号、工位版次、适用架次；零件模块中包含本工位需要装配和带工艺状态的零件数模；标准件模块包含预安装紧固件、紧固件、输出导孔孔位或其他孔位；工程要求模块将所需工程文件导入；工装模块将所需装配工装数模导入；工具模块将所需工具数模导入。通过上级工位组件对下级工位组件的引用，形成整个飞机部段的装配制造数据集，该数据集将包括工艺设计所需要的所有信息，同时通过该数据能够快速提取装配MBOM和标准件定额数据。

Description

一种基于数字化结构进行飞机装配的工艺方法

技术领域

本发明涉及一种基于数字化结构进行飞机装配的工艺方法，属于机械加工制造领域。

背景技术

当今飞机设计正向全面数字化设计方向迈进，国外新研机型如波音787，空客A350，庞巴迪C系列飞机都采用全三维或以三维数字化设计为主的设计方式。国内C919大型客机，MA700涡桨支线客机等新研军民用机也同样采用了全三维数字化设计方式。此种背景下，制造端的工艺设计方法需要同步采用数字化手段，确保数据传递和执行的可追溯性和符合性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于数字化结构进行飞机装配的工艺方法，使工艺设计在基于数字化设计的飞机结构件有序开展，在保持数据的符合性和可追溯性的同时，形成用于制造端使用的制造数据集合，用于指导后续MBOM构建和装配指令编写工作的开展。

为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种基于数字化结构进行飞机装配的工艺方法，步骤如下：1）装配制造数据按工位进行划分：工位下应包含的模块有工位介绍模块、零件模块、标准件模块、工程要求模块、工装模块、工具模块、更改记录模块和组件输出状态标注集，各工位使用CatProduct文件格式建立，名称为“工位号”，在属性中填写版次信息和工位号；

2） 工位介绍模块使用CatPart文件格式建立，名称为“工位号”空格“Introduction”；包含参数为工位名称、站位编号、工位编号、工位版次、适用架次；参数建立使用CATIA V5 knowledge Advisor模块中Organise Knowledge工具栏中的ParamatersExplorer命令；

3） 零件模块中包含的内容有本工位需要装配的零件数模、带工艺状态的零件数模：零件模块使用CatProduct文件格式建立，名称为“工位号”空格“Parts”；在属性中加入版次信息；零件模块结构下按工序创建CatProduct文件格式结构，即工序零件模块，名称为“工序号”；将零件数模导入到工序零件模块下；

4）对于零件状态中的重要尺寸、公差信息，要在工艺状态数模标注集中进行三维标注；

5）标准件模块在工位下使用CatPart文件格式建立，名称为“工位号”空格“Fasteners”，包含预安装紧固件、紧固件和输出导孔孔位，各项内容均以几何图形集格式建立，在属性中输入版次信息；

6）工程要求模块在工位介绍模块下以CatProduct文件格式建立，名称为“工位号”空格“Engineering Note”，在属性中填入版次信息，将本工位装配需要的工程下发的装配要求文件导入到本模块下；

7）工装模块和工具模块通过插入工位使用的工装以及调用库内工具实现，工具需注明寿命参数及以把或架为单位的用量参数；

8）更改记录模块在工位介绍模块下使用CatPart文件格式建立，名称为“工位号”空格“Change Record”，在Part下建立几何图形集，几何图形集下使用参数设置记录更改记录，并相应更改结构树上的标识；第一次更改参数名称为Change 1并以此类推，参数内容为相关零件替换，标准件更改信息，并标注工程更改单单号，在标准件更改的位置添加更改后缀Change 1，两处更改记录对应；

9）组件输出状态标注集在工位下建立标注集,名称为“组件输出状态组件输出状态 Request For Output”，将装配件输出状态信息采用三维标注的形式标注。

所述的步骤3）中如果该工位继承了上一工位的组合件，且不需要重新定位，则在零件模块中直接引用上一工位组合件的装配制造数据；如该工位使用的上一工位组合件，且需要重新在工装中定位，则需要在工序零件模块中引用上一工位组合件的装配制造数据，并且应该放置在该上一工位组合件需要定位的工序中；如果该工位涉及到散件交付零件，需要将该部分零件放置在相应的工序零件模块中，与一般零件相同处理；带工艺状态的零件数模使用CatProduct文件格式建立，名称为“工程图号”后加“-401”，在属性中加入版次信息，带工艺状态的零件数模下包含零件本身工程数模和工艺状态数模，工程数模为正式工程数据复制生成，工艺状态数模用CatPart文件格式建立，名称为“工程图号”后加“-400”，其下包含余量、工艺耳片孔和标注集，耳片孔位置度、余量尺寸、外形轮廓度在此三维标注中进行标注，耳片孔孔位、装配孔孔位使用点位表示，单独存放在名称为Points的几何图形集结构树中，余量使用曲线、曲面或实体表示，工程数模中的成品件和做成实体的标准件按零件处理，导入到零件模块或工序零件模块中。

所述的步骤5）中的预安装紧固件结构下再建一个预安装紧固件层，将自动化制孔所需用的预安装紧固件导入到此层下，位置依据工程数模紧固件位置，长度按计算的夹层厚度确定，预安装紧固件孔位用红色虚线表示，线宽选择2.6，紧固件结构包含本工位装配所需用的紧固件，将需用的紧固件导入到本层中，从R文件结构数中的紧固件中拷贝，紧固件需要按照所在安装工步进行划分，紧固件工步划分结构通过几何图形集建立，并作为紧固件的子结构，名称为“工序号”加“-工步号”加“工步子号，紧固件工步划分结构下直接是表示紧固件的点、线或圆圈，输出导孔孔位信息：对于本工位装配件装配完成后需要预留的孔位列出，导孔的位置用实心•点标注，名称为Pilot Hole；终孔使用空心〇点标注，名称为该孔极限尺寸；装配孔使用双圆◎点标注，名称为Assembly Hole，所有点位直接放在本层下。

所述的步骤5）中的安装工步进行的前提是，每个安装工步紧固件牌号相同。

在CATIA软件环境中，以工程数模为依据，以各装配工位为单位建立工艺设计单元。每个单元由工位介绍模块、零件模块、标准件模块、工程要求模块、工装模块、工具模块、更改记录模块以及组件输出状态标注集8个部分构成。工位介绍模块包含参数为工位名称、站位编号、工位编号、工位版次、适用架次；零件模块中包含的内容有本工位需要装配的零件数模、带工艺状态的零件数模；标准件模块包含预安装紧固件、紧固件、输出导孔孔位或其他孔孔位；工程要求模块将该工位装配需要的工程文件导入；工装模块将该工位所需的装配工装数模导入；工具模块将该工位所需的工具数模导入；更改记录模块用于记录工艺数据更改的信息；组件输出状态标注集将装配件输出状态信息采用三维标注的形式标注。通过上级工位组件对下级工位组件的引用，形成整个飞机部段的装配制造数据集，该数据集将包括工艺设计所需要的所有信息，即包括工艺分离面，零件状态，各工位输入输出状态，工装工具状态，容差分配要求信息，同时通过该数据能够快速提取装配MBOM和标准件定额数据。

本发明带来的有益效果为：由于基于设计数据源，同时又将工艺设计信息以三维数模的结构记录，该方法具有数据信息传递准确全面，工艺分离面清晰，减少设计迭代时间，更改响应迅速等特点。解决了传统工艺设计三维信息与二维信息无链接的问题，同时又能够准确，快速的输出各种工艺数据，如MBOM，标准件定额，工具配套信息等。并且能够有效的指导下一阶段工艺指令编制的工作，并能够使工艺指令与三维信息建立对应关系，对后续的生产指导，更改维护，人员交接都提供了极为清晰的信息。采用本方法进行针对数字化设计的飞机结构件进行工艺设计时，较传统方法提高工艺设计效率50%。同时该方法具有广泛的适用性，对基于数字化设计的军民用飞机产品都可以应用，具有实用性。

具体实施方式

一种基于数字化结构进行飞机装配的工艺方法，步骤如下：1）装配制造数据按工位进行划分：工位下应包含的模块有工位介绍模块、零件模块、标准件模块、工程要求模块、工装模块、工具模块、更改记录模块和组件输出状态标注集，各工位使用CatProduct文件格式建立，名称为“工位号”，在属性中填写版次信息和工位号；

2）工位介绍模块使用CatPart文件格式建立，名称为“工位号”空格“Introduction”，包含参数为工位名称、站位编号、工位编号、工位版次、适用架次，参数建立使用CATIA V5 knowledge Advisor模块中Organise Knowledge工具栏中的ParamatersExplorer命令；

3）零件模块中包含的内容有本工位需要装配的零件数模、带工艺状态的零件数模：零件模块使用CatProduct文件格式建立，名称为“工位号”空格“Parts”；在属性中加入版次信息，零件模块结构下按工序创建CatProduct文件格式结构，即工序零件模块，名称为“工序号”，将零件数模导入到工序零件模块下；

4）对于零件状态中的重要尺寸、公差信息，要在工艺状态数模标注集中进行三维标注；

5）标准件模块在工位下使用CatPart文件格式建立，名称为“工位号”空格“Fasteners”，包含预安装紧固件,、紧固件和输出导孔孔位，各项内容均以几何图形集格式建立，在属性中输入版次信息；

6）工程要求模块在工位介绍模块下以CatProduct文件格式建立，名称为“工位号”空格“Engineering Note”，在属性中填入版次信息，将本工位装配需要的工程下发的装配要求文件导入到本模块下。

7）工装模块和工具模块通过插入工位使用的工装以及调用库内工具实现，工具需注明寿命参数及以把或架为单位的用量参数。

8）更改记录模块在工位介绍模块下使用CatPart文件格式建立，名称为“工位号”空格“Change Record”，在Part下建立几何图形集，几何图形集下使用参数设置记录更改记录，并相应更改结构树上的标识，第一次更改参数名称为Change 1并以此类推，参数内容为相关零件替换，标准件更改信息，并标注工程更改单单号，在标准件更改的位置添加更改后缀Change 1，两处更改记录对应；在标准件更改的位置添加更改后缀，如*** Change 1；

,9）组件输出状态标注集在工位下建立标注集,名称为“组件输出状态组件输出状态 Request For Output”，将装配件输出状态信息采用三维标注的形式标注。

所述的步骤3）中如果该工位继承了上一工位的组合件，且不需要重新定位，则在零件模块中直接引用上一工位组合件的装配制造数据；如该工位使用的上一工位组合件，且需要重新在工装中定位，则需要在工序零件模块中引用上一工位组合件的装配制造数据，并且应该放置在该上一工位组合件需要定位的工序中；如果该工位涉及到散件交付零件，需要将该部分零件放置在相应的工序零件模块中，与一般零件相同处理；带工艺状态的零件数模使用CatProduct文件格式建立，名称为“工程图号”后加“-401”，在属性中加入版次信息，带工艺状态的零件数模下包含零件本身工程数模和工艺状态数模，工程数模为正式工程数据复制生成，工艺状态数模用CatPart文件格式建立，名称为“工程图号”后加“-400”，其下包含余量、工艺耳片孔和标注集，耳片孔位置度、余量尺寸、外形轮廓度在此三维标注中进行标注，耳片孔孔位、装配孔孔位使用点位表示，单独存放在名称为Points的几何图形集结构树中，余量使用曲线、曲面或实体表示，工程数模中的成品件和做成实体的标准件按零件处理，导入到零件模块或工序零件模块中。

所述的步骤5）中的预安装紧固件结构下再建一个预安装紧固件层，将自动化制孔所需用的预安装紧固件导入到此层下，位置依据工程数模紧固件位置，长度按计算的夹层厚度确定，预安装紧固件孔位用红色虚线表示，线宽选择2.6，紧固件结构包含本工位装配所需用的紧固件，将需用的紧固件导入到本层中，从R文件结构数中的紧固件中拷贝，紧固件需要按照所在安装工步进行划分，紧固件工步划分结构通过几何图形集建立，并作为紧固件的子结构，名称为“工序号”加“-工步号”加“工步子号，工步子号按-1、-2……依次排序，紧固件工步划分结构下直接是表示紧固件的点、线或圆圈等几何图形，不允许在该结构下再建立几何图形集。紧固件工步划分结构下直接是表示紧固件的点、线或圆圈，输出导孔孔位信息：对于本工位装配件装配完成后需要预留的孔位列出，导孔的位置用实心•点标注，名称为Pilot Hole；终孔使用空心〇点标注，名称为该孔极限尺寸；装配孔使用双圆◎点标注，名称为Assembly Hole，所有点位直接放在本层下，不允许在该结构下再建立几何图形集。

所述的步骤5）中的安装工步进行的前提是，每个安装工步紧固件牌号相同。

以上所述的仅是本发明的优选实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于数字化结构进行飞机装配的工艺方法，其特征在于如下步骤：1）装配制造数据按工位进行划分：工位下应包含的模块有工位介绍模块、零件模块、标准件模块、工程要求模块、工装模块、工具模块、更改记录模块和组件输出状态标注集，各工位使用CatProduct文件格式建立，名称为“工位号”，在属性中填写版次信息和工位号；

2）工位介绍模块使用CatPart文件格式建立，名称为“工位号”空格“Introduction”，包含参数为工位名称、站位编号、工位编号、工位版次、适用架次，参数建立使用CATIA V5knowledge Advisor模块中Organise Knowledge工具栏中的Paramaters Explorer命令；

3）零件模块中包含的内容有本工位需要装配的零件数模、带工艺状态的零件数模：零件模块使用CatProduct文件格式建立，名称为“工位号”空格“Parts”，在属性中加入版次信息，零件模块结构下按工序创建CatProduct文件格式结构，即工序零件模块，名称为“工序号”，将零件数模导入到工序零件模块下；

4）对于零件状态中的重要尺寸、公差信息，要在工艺状态数模标注集中进行三维标注；

5）标准件模块在工位下使用CatPart文件格式建立，名称为“工位号”空格“Fasteners”，包含预安装紧固件、紧固件和输出导孔孔位，各项内容均以几何图形集格式建立，在属性中输入版次信息；

6）工程要求模块在工位介绍模块下以CatProduct文件格式建立，名称为“工位号”空格“Engineering Note”，在属性中填入版次信息，将本工位装配需要的工程下发的装配要求文件导入到本模块下；

7）工装模块和工具模块通过插入工位使用的工装以及调用库内工具实现，工具需注明寿命参数及以把或架为单位的用量参数；

8）更改记录模块在工位介绍模块下使用CatPart文件格式建立，名称为“工位号”空格“Change Record”，在Part下建立几何图形集，几何图形集下使用参数设置记录更改记录，并相应更改结构树上的标识，第一次更改参数名称为Change 1并以此类推，参数内容为相关零件替换，标准件更改信息，并标注工程更改单单号，在标准件更改的位置添加更改后缀Change 1，两处更改记录对应；

9）组件输出状态标注集在工位下建立标注集，名称为“组件输出状态组件输出状态Request For Output”，将装配件输出状态信息采用三维标注的形式标注。

2.如权利要求1所述的基于数字化结构进行飞机装配的工艺方法，其特征在于：所述的步骤3）中如果该工位继承了上一工位的组合件，且不需要重新定位，则在零件模块中直接引用上一工位组合件的装配制造数据；如该工位使用的上一工位组合件，且需要重新在工装中定位，则需要在工序零件模块中引用上一工位组合件的装配制造数据，并且应该放置在该上一工位组合件需要定位的工序中；如果该工位涉及到散件交付零件，需要将该部分零件放置在相应的工序零件模块中，与一般零件相同处理；带工艺状态的零件数模使用CatProduct文件格式建立，名称为“工程图号”后加“-401”，在属性中加入版次信息，带工艺状态的零件数模下包含零件本身工程数模和工艺状态数模，工程数模为正式工程数据复制生成，工艺状态数模用CatPart文件格式建立，名称为“工程图号”后加“-400”，其下包含余量、工艺耳片孔和标注集，耳片孔位置度、余量尺寸、外形轮廓度在此三维标注中进行标注，耳片孔孔位、装配孔孔位使用点位表示，单独存放在名称为Points的几何图形集结构树中，余量使用曲线、曲面或实体表示，工程数模中的成品件和做成实体的标准件按零件处理，导入到零件模块或工序零件模块中。

3.如权利要求1所述的基于数字化结构进行飞机装配的工艺方法，其特征在于：所述的步骤5）中的预安装紧固件结构下再建一个预安装紧固件层，将自动化制孔所需用的预安装紧固件导入到此层下，位置依据工程数模紧固件位置，长度按计算的夹层厚度确定，预安装紧固件孔位用红色虚线表示，线宽选择2.6，紧固件结构包含本工位装配所需用的紧固件，将需用的紧固件导入到本层中，从R文件结构数中的紧固件中拷贝，紧固件需要按照所在安装工步进行划分，紧固件安装工步划分结构通过几何图形集建立，并作为紧固件的子结构，名称为“工序号”加“-工步号”加“工步子号，紧固件安装工步划分结构下直接是表示紧固件的点、线或圆圈，输出导孔孔位信息：对于本工位装配件装配完成后需要预留的孔位列出，导孔的位置用实心•点标注，名称为Pilot Hole；终孔使用空心〇点标注，名称为该孔极限尺寸；装配孔使用双圆◎点标注，名称为Assembly Hole，所有点位直接放在本层下。

4.如权利要求3所述的基于数字化结构进行飞机装配的工艺方法，其特征在于：所述的安装工步进行划分的前提是，每个安装工步紧固件牌号相同。