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《基于虛擬仿真技術的飛機數控加工生產線規(guī)劃構建》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、基于虛擬仿真技術的飛機數控加工生產一構建ConstructionofProductionLinePlanningofAircraftCNCMachiningBasedonVirtualSimulationTechnology中航工業(yè)沈陽飛機工業(yè)【集團)有限公司王宏鋒萬蕾王宏鋒中航工業(yè)沈陽飛機工業(yè)(集團)有限公司工程師。主要從事飛機先進裝配技術研究與應用工作．主要研究方向為生產線規(guī)劃構建與仿真．虛擬裝配等，近年來作為主要參研人員參與了多項國家級重大課題研究．且在飛機研制中得到了應用。由于傳統(tǒng)生產線構建方法無法滿
2、足飛機小批量、多型號的快速化生產，以及無法應對新一代飛機數字化設計制造的總體要求，如何節(jié)約成本、縮短生產線規(guī)劃設計周期，在實際生產前進行深入的方案論證及設計優(yōu)化，合理配置不同生針對虛擬環(huán)境下飛機數控加工生產線規(guī)劃構建及動態(tài)仿真。分析面向對象特點及Maya的仿真方法，利用三維專業(yè)設計軟件來表達飛機數控加工生產線的主要特征及進行動態(tài)仿真。建立生產線系統(tǒng)模型。列舉了工程應用實例來說明該仿真系統(tǒng)在生產線設計規(guī)劃中的有效性和通用性，在虛擬環(huán)境下科學合理地呈現生產線的總體布局規(guī)劃、生產運行過程及智能管控流程，對其生產全過
3、程進行三維動態(tài)仿真oDOI：10．160800．issnl671—833x．2015．23／24．071產層級中的各項資源，優(yōu)化工藝設計，為數字化生產線提供三維可視化模型是當前生產線規(guī)劃構建急需解決的問題。隨著計算機技術的快速發(fā)展，三維仿真軟件在可視化表達和三維動態(tài)仿真上的優(yōu)點愈發(fā)明顯，在實際建造生產線前，對生產線中硬件設備布局、工藝規(guī)劃、生產節(jié)拍及產能、配送路徑、管控方式等進行三維數模的構建及工藝流程動態(tài)仿真，為整體規(guī)劃設計提供逼真、直觀的交流平臺，在虛擬環(huán)境下呈現出預想效果，對整體方案的創(chuàng)新性、設計的合理
4、性、布局及節(jié)拍的最優(yōu)性、系統(tǒng)運行的流暢性、技術的先進性及實現難度進行合理評估，從而達到節(jié)約成本、縮短研制周期的目的。面向生產線的虛擬仿真技術虛擬仿真技術將數字化信息和計算機技術應用于產品的設計與制造，相對于傳統(tǒng)生產線建設，虛擬環(huán)境下的飛機數控加工生產線是一個全新的概念，它是將虛擬仿真技術、計算機軟硬件技術、圖形圖像處理與模式識別技術應用于生產線的設計規(guī)劃，以設計規(guī)劃理論、人機工程學、信息管理知識、實際生產裝配工藝等為理論指導的綜合技2015年第23／24期·航空制造技術71年匿FORUMOF：THEYEAR術
5、。通過虛擬仿真技術，可進行生產線的靜態(tài)建模及全局動態(tài)仿真，實現數據量較大的模型集成和快速表達，在多視角實時觀察的虛擬情境下，對整體設計方案進行宏觀把控，提出創(chuàng)新性設計思維和意見，驗證生產線布局、產能節(jié)拍是否合理及人機工程是否科學，通過虛擬仿真逐步替代驗證性實物制造n1?；诜抡婀ぞ唛_展仿真驗證，為生產決策提供數據化支持，在虛擬環(huán)境中實時觀測車間作業(yè)情況，進而用以指導生產線的前期設計構建與調整優(yōu)化，達到節(jié)約資源、降低生產成本、提升產品質量和產能的社會效益和經濟效益，使生產線具備虛擬可重構性、修改便捷性、直觀性等
6、科學層面和經濟層面的眾多優(yōu)點。因此，虛擬仿真技術的應用就是生產線及相關工藝在初級階段的基本保障。利用虛擬仿真技術設計規(guī)劃的飛機數控加工生產線布局規(guī)劃及工藝流程初步方案如圖1所示。虛擬仿真技術可實現方案的快速設計，充分發(fā)揮設計規(guī)劃者的想象力，為創(chuàng)新型設計思維施展提供有力技術支撐，通過方案論證逐步解決設計規(guī)劃中各種細節(jié)問題，實現由宏觀到微觀、整體到局部的層層深入。面向生產線設計規(guī)劃的虛擬仿真體系結構以設計為主線，以數模和分析為支撐，綜合相關因素選擇合理的生產資源優(yōu)化生產系統(tǒng)參數，使總體工序均衡，滿足制造成本、節(jié)拍
7、、設備使用率、工人疲勞程度等指標要求。虛擬生產線規(guī)劃構建體系如圖2所示。飛機數控加工生產線三維模型構建虛擬環(huán)境下的數控加工生產線設計關鍵在于系統(tǒng)分析和三維建模，根據產品工藝特征、生產場地、加工設備等信息，規(guī)劃構建三維數72航空制造技術·2015年第23／24期字化生產線模型，合理確定機床、立體工裝庫、刀具庫、運輸設備緩沖區(qū)和倉庫等生產工位的位置，也為后續(xù)的工藝流程動態(tài)演示奠定基礎。1飛機數控加工生產線模型特點飛機數控加工生產線模型構建有其特點，主要表現在以下幾個方面。(1)模型數據量大。飛機數控加工生產線劃分
8、為多個區(qū)域，主要包括數控機床、加工中心、立體工裝庫、刀具庫、運輸導引車、管控區(qū)域、辦公區(qū)域、休息區(qū)、物料存放區(qū)及輔助設備等，模型數據量和整體運算量巨大，因此簡化數據是構建生產線模型的重要問題。(2)概念模型數量多。概念設計是整個生產線設計過程中的最初階段。研究人員對概念設計的理論與相關技術和裝備做了大量研究，數模作為連接概念與現實的橋梁，可使研究人員獲得對設計規(guī)劃更深層次理解，并決策更合適的設計方案
