DELMIA三维数字化装配工艺设计与仿真技术应用研究

五、三维数字化装配工艺装配过程仿真

    由于飞机结构零件数量多，装配关系极其复杂，又需要有大量的制造资源支持，致使装配工艺设计难度很大，仅凭工艺工程师的个人的经验，在数字化装配工艺过程设计中就难免会有各种工艺设计错误或工艺设计不合理的情况，如果这些错误在产品实际装配过程才发现的话，就会造成大量的产品、资源返工和工艺修改，甚至整个工艺布局和装配流程的调整，给制造周期、生产成本等都将带来不可估量的损失。所以三维数字化装配过程仿真是产品实物在实施装配以前对装配工艺进行验证的最佳方法，它时间短、费用低。

    在DPM环境中，通过调用数据库中存储的工艺设计信息，进行装配仿真验证。

    1、装配干涉的仿真。

    在虚拟环境中，依据设计好的装配工艺流程，通过对每个零件、成品和组件的移动、定位、夹紧和装配过程等进行产品与产品、产品与工装的干涉检查，当系统发现存在干涉情况时报警，并示给出干涉区域和干涉量，以帮助工艺设计人员查找和分析干涉原因。该项检查是零件沿着模拟装配的路径，在移动过程中零件的几何要素是否与周边环境有碰撞。在三维环境中，检查过程非常直观，如图.10所示。
 

图.10装配干涉的仿真

    2、装配顺序的仿真。

    在虚拟环境中，依据设计好的装配工艺流程，对产品装配过程和拆卸过程进行三维动态仿真，验证每个零件按设计的工艺顺序是否能无阻碍的装配上去，以发现工艺设计过程中装配顺序设计的错误。虽然配顺序设计是按先里后外的原则设计的，但实际装配时候就发现有零件装不上去，无奈只有拆除别的零件，来先装这个零件，如图.11所示。 

图.11装配顺序的仿真

    3、人机工程的仿真。
 
    产品装配的过程，少不了人的参与，产品移动的过程也就是人动作的过程。在产品结构和工装结构环境中，按照工艺流程进行装配工人可视性、可达性、可操作性、舒适性以及安全性的仿真。将标准人体的三维模型放入虚拟装配环境中，针对零件的装配，对工人以下工作特性进行分析，如图.12所示。
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    可视性；

    是否看得见，看多大范围。
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    可达性；

    工人的身体或肢体是否能到达装配位置。
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    可操作性；

    空间大小或零件重量是否便于工人操作。
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    舒适性；

    工人承受的负荷以及操作时间（次数）是否使工人容易疲劳。
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    安全性；

    工人在较高的位置操作等。 

图.12人机工程的仿真

    4、可视化装配与人员培训。

    以上装配过程的三维数字化仿真文件（或制作成AVI文件），可以在生产现场指导工人对飞机进行装配，帮助工人直观了解装配全过程，实现可视化装配。也可用于维护人员的上岗前培训。