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装配技术在工艺设计中的应用

 论文栏目:工艺设计论文     更新时间:2014-5-6 15:45:04   

1数字化装配工艺实施

本文选用数字化仿真软件DELMIAV5R16作为数字化装配工艺设计平台,3D建模和产品预装配过程的实施在软件UGSNX6.0中实现。数字化装配工艺设计具体实施步骤如下:(1)在UGSNX6.0软件中进行核动力设备和总装工装的3D建模,并进行产品的装配顺序和预装配检查。(2)在DELMIA的数字化工艺设计模块支持下,将产品数据导入DPE模块数字化工艺设计环境,建立产品数据库和资源数据库,并将数据库中模型导入数字化装配仿真环境中。(3)创建装配工艺数据库,以设计好的装配顺序为基础利用PERT图进行DPE环境下的二维装配顺序的建立,PERT图中每一个图标元素代表一个装配工序,通过修改其中的元素或者顺序,数字化环境中的装配顺序也会相应改变。(4)进行装配过程仿真,对每一个工序分配产品或资源元素,并进行总装焊接工装结构设计的合理性及组装焊接操作空间的评估,装配路径的规划,碰撞干涉检查,这一步骤是一个反复修改过程,直到得到最优结果再进行下一个装配工序的设计。系统根据PERT图和单个工序设计结果,自动生成整个装配工艺的动态仿真过程。

2核动力设备及工装3D建模

根据数字化装配工艺需要进行产品、总装工装及其他辅助工具等的3D建模。其中总装工装涉及的零部件较多,需要在装配工艺动态仿真前对其结构进行预装配验证,检查工装的结构设计合理性和工装与产品组件的干涉状况。通过验证结果对工装的结构不断进行优化。

3数字化装配工艺设计与动态仿真验证

3.1总装工艺初步制定

根据核动力设备和工装的结构特点,完成初步的核动力设备整台的组装工艺的制定,为数字化装配仿真验证做前期的准备。

3.2产品和工装资源规划

产品和工装资源规划是数字化装配工艺中的重要一环,是保证生产有序进行的前提。首先要对生产车间的场地及总装过程中需要的各种产品资源进行清理和分析,然后根据生产车间场地的情况对核动力设备各个零部件、总装工装、总装台架及辅助工装、工具进行有序的规划布局,使整个生产过程的资源摆放整齐,不会发生现场混乱的现象。

3.3装配路径设计

在数字化装配过程中,需要对核动力设备的每一步组装工序的装配顺序进行设计、验证和优化,使其达到最优。装配路径设计要遵循效率优先、路径最短原则。在节约效率的同时,要考虑人性化设计,即在考虑操作人员的操作空间和操作舒适度的情况下增加装配路径。

3.4装配过程运动仿真

装配过程运动仿真是实现数字化装配技术的关键,是将所有组装工序的运动过程汇编成最终的装配过程。在进行装配过程运动仿真过程中需要对零部件的装配顺序与装配路径、装配资源配置的合理性、工艺装备设计的合理性及操作空间的开敞性和安装工具的可达性进行一个全面的验证、评估与优化,并根据验证的结果对前期的设计输入进行不断的修改完善。装配仿真对核动力设备总装工装设计的合理性和组件装配过程的碰撞干涉进行了重点关注,并在数字化装配环境中对每一个装配工序进行了详细的设计和分析,并最终得出最优的组件动态装配过程。图2为总装过程组中的一个装配场景。经过动态装配过程仿真和分析,发现了产品设计、工装设计、初步工艺设计和操作空间可达性、舒适性等多个问题,并提出了解决措施和解决后效果评估。

3.5仿真结果输出

数字化装配工艺设计仿真输出结果可以实现各种文件形式,如avi视频文件、txt文件以及各种形式报表等,可以对核动力设备总装过程中每个工序动态装配过程的数据、产品和资源的描述文本和动态装配过程视频进行输出。

4结语

通过核动力设备总装工艺数字化装配技术的研究,走通了数字化装配工艺设计流程,完成了组件的装配顺序和装配路径的规划与仿真,实现了动态碰撞干涉检查与分析,得出最优的总装工艺,生成了可用于操作人员培训和技术人员交流的组件动态装配过程的视频,总装工艺已成功应用于科研生产项目。

作者:杨彪 何静 李潮伟 李红军 单位:中国核动力研究设计院反应堆燃料及材料重点实验室 

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