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基于Tecnomatix的装配工艺设计与仿真

2017/10/24    来源:互联网    作者:袁永建  周耀华  王英健      
关键字:Tecnomatix  PBOM管理  装配工艺设计  装配工艺仿真  
针对传统二维装配工艺不具备接收三维信息的现状,基于Tecnomatix软件平台,应用三维MBD模型开展装配工艺设计及仿真,达到提高装配工艺设计质量和效率,减少工艺返工,缩短工艺准备周期,提高工艺指导现场能力的目标。

    在产品设计阶段,设计人员基于模型的定义(Model Based Definition,MBD)开展三维产品设计,其包含产品的几何信息、制造信息以及管理信息,三维产品信息具备了从设计系统向工艺系统传递的条件,为工艺系统基于三维模型开展工艺设计奠定了基础。

    基于三维模型的装配工艺设计及仿真是在传统的装配工艺设计基础上,利用虚拟现实技术和三维MBD模型,在产品数字样机阶段验证装配工艺合理性和正确性的一种工艺手段,为解决航空等复杂产品的装配工艺设计提供了一种新的解决方案。Tecnomatix是西门子公司推出的数字化工艺软件平台,在国内外航空、航天等行业复杂产品中得到深入应用。本文基于Tecnomatix软件平台开展基于三维模型装配工艺设计及仿真技术的研究,使工艺人员在可视化环境中快捷地进行工艺设计、仿真及优化,实现设计、工艺并行协同,最终达到缩短工艺准备周期,提高装配工艺设计质量的目标。

    1 总体架构

    Tecnomatix软件平台主要包含装配工艺设计和装配工艺仿真两个模块。其中装配工艺设计模块主要用于制定工艺流程,调整BOM结构,定义装配工序、工步结构,关联装配资源信息;装配工艺仿真模块主要进行装配工艺过程仿真验证。

    基于Tecnomatix的装配工艺设计及仿真系统采用3层体系架构,总体技术路线如图1所示。界面层包含装配工艺设计和装配工艺仿真两个应用模块;应用层包含工艺物料清单(Process Bill of Material,PBOM)管理、装配工艺设计、装配工艺仿真以及工艺输出等功能;数据层包含工艺过程中所需要的装配工艺资源如工装工具、BOM信息、工艺知识、装配操作等信息。

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    图1 基于Tecnomatix的装配工艺设计及仿真总体架构

    2 PBOM 管理

    PBOM不仅是产品设计与工艺设计的交接点,也是工艺设计和管理的起点,以及制造物料清单(Manufacturing Bill of Material,MBOM)的生成源头,是组织企业工艺工作的基础o工艺部门围绕PBOM开展工艺分工、工艺计划管理、工艺规程编制、工艺知识管理、工艺审批流程控制以及工装设计等工作。

    通过Tecnomatix软件系统读取产品数据管理(Product Data Management,PDM)系统中的工程物料清单( Engineering Bill of Material,EBOM)及相应的产品轻量化模型。根据产品的结构特点和装配关系,在可视化环境中设置工艺组件,划分工艺组件所属的零组件,完善零组件的工艺信息,调整零组件层次关系,最终形成完整的PBOM。基于PBOM指定零组件的制造部门,完成型号的工艺分工。EBOM向PBOM转换过程及基于PBOM的工艺分工如图2所示。

    2

    图2 EBOM转换及工艺分工

    3  基于Tecnomatix的装配工艺设计

    基于Tecnomatix的装配工艺设计是在装配工艺设计模块中开展制定装配工艺路线、定义装配资源以及工序的详细设计等过程。

    3.1  制定工序路线

    工艺设计人员接收任务后梳理工艺流程,确定产品在装配过程中所需的装配工序,制定工序之间的顺序,形成装配工艺流程;制定零组件装配的优先级、重要特性的保证措施等;添加装配工序需要的辅助性信息以及其他约束条件,最终形成装配工艺路线。

    3.2 确定装配资源

    在工艺设计过程中,主要涉及到配套的零组件、工艺和资源等3种制造约束条件。定义装配资源是在制造约束条件下指定各个装配工序所需要的零组件、辅材、制造资源(工装、设备、工位等)等信息,并实现各种信息之间的关联。

    3.3 工序详细设计

    工艺路线形成并且具备装配所需资源后开展工序详细设计,编制详细的工序操作步骤。在工艺路线的工序下创建工步,填写工序/工步的名称、代码等基本信息和编写详细的操作说明、技术条件和注意事项等。

    装配工艺设计完成后形成装配过程信息结构树,如图3所示,包含具有顺序关系的各个装配工序以及对应的装配件和装配资源。

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    图3 装配工艺设计

责任编辑:张纯子
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