MBD技术发展及在航空制造领域的应用

作为新一代产品定义技术,基于模型定义(Model-Based Definition,MBD)将设计、制造、检验等制造过程中的全部信息集成于一个综合的产品模型中,并使之成为贯穿制造全过程乃至产品全生命周期的唯一数据源,从而为推进数字化环境下的设计制造检验一体化提供有力支撑.回顾了产品定义方法的发展历史,分析了MBD技术的发展及在航空制造领域的应用现状,探讨了MBD技术的发展方向.     

基于模型的数字化定义技术

基于模型的数字化定义技术以三维产品模型为基础,集成了三维空间尺寸公差标注和制造要求标注在内的特征信息,在脱离了二维工程图纸应用的情况下,实现对产品特征描述、共享,满足信息系统的直接传递要求,并实现对产品信息的分类管理。结合我国787飞机转包生产,分析了基于模型的定义技术的应用情况。     

面向MBD的数控加工工艺三维工序模型技术研究

正本文在分析面向MBD的复杂零件数控加工工艺设计过程的基础上,对面向MBD基于DELMIA的数控加工工艺三维工序模型技术进行了研究。MBD(Model Based Definition基于模型的定义)是一个用集成的三维模型来完整表达产品定义信息的方法,它以三维标注技术[1]为基础,详细规定了三维模型中产品尺寸、公差等的标注规则和工艺信息的表达方法[2]。基于MBD技术的三维     

基于MBD技术的三维工艺设计与现场可视化生产

基于模型定义(Model Based Definition,MBD)是一种新的产品数字化定义技术,用集成的三维实体模型来完整表达产品定义信息,详细规定了三维实体模型中产品定义、公差的标注规则和工艺信息的表达方法,三维实体模型成为生产制造过程中的唯一依据. 波音公司787客机采用了"基于模型的产品定义"技术,实现了产品关联设计、通过建立全球协同平台(GCE)实现了与合作伙伴协同研制,这彻底地改变了研制流程、研制方法和飞机研发模式.新飞机工程全面应用MBD技术,采用多厂所异地协同的研制模式,为航空产业的跨越发展提供了难得的机遇.     

三维零件模型几何公差标注合理性检查方法

三维模型标注技术对产品唯一数据源进行定义,包含产品的所有技术信息,以代替二维图样实现无纸化设计。针对模型标注检查效率低及工作量大等实际问题,首先对模型标注的合理性原则进行阐述并归纳模型常见的标注问题;其次对标注问题进行分析,提出标素模型并对标注检查准则进行总结,在此基础上建立基准与几何公差标素模型,根据检查准则对标注逐项检查,并判断同一几何元素上公差值关系是否合理。最后,基于CATIA平台开发了几何公差标注自动检查功能,提高了标注检查效率。     

基于MBD的数控工艺设计及快速编程方法研究

面向基于模型定义技术在工艺设计中的应用,从提高工艺设计自动化及编程质量和效率出发,提出了一种基于MBD的数控工艺设计及快速编程方法,该方法根据基于MBD的特征信息描述,采用特征实例化方法,从易于制造及加工应用的角度对产品特征信息进行提取与构造.通过加工特征将几何信息与工艺信息相结合,分析三维关联的数控工艺信息模型内容.最后,利用工艺约束与制造数据库支持进行数控工艺设计,基于工艺结果以加工操作为基本单位驱动与数控加工系统的智能参数化映射,完成数控程序信息的自动生成.采用该方法进行工艺设计可以缩短编程周期,改善和提高加工编程质量和效率.     

基于模型定义的标准体系探讨

针对飞机研制采用MBD技术,提出了MBD设计制造技术体系结构及内容,重点阐述了基于模型定义的标准体系框架与主要技术标准内容,并给出应用建议。     

基于MBD技术的三维工艺研究

本文用集成的三维实体模型完整地表达卫星产品定义信息,即将设计和工艺信息共同定义到卫星产品的三维数字化模型中。通过将卫星产品进行装配单元规划,在一定的产品功能和装配关系下,将产品划分为若干零部件、直属件等信息的集合,构建功能单元模型,融合知识工程、过程模拟和产品标准规范等,将抽象、分散的知识更加形象和集中,实现卫星产品装配工艺设计的数字化和可视化。     

基于MBD的数控加工工艺技术研究

针对传统数控加工工艺设计面临的问题,提出在基于MBD(Model Based Definition)的设计与工艺协同的新模式下,实现工厂工艺资源管理、数控加工工艺设计、工序模型的创建及三维标注、结构化工艺设计、三维作业指导卡的发布等一体化管理与应用.结构化工艺设计技术的应用将极大地缩短产品研制生产周期,为全面推进工厂的数字化建设提供了保障.     

面向MBD模型的工艺信息组织与重构系统

针对生产准备过程中人工逐项查看、查找MBD模型中产品制造信息工作量大、耗时长的问题,基于MBD模型中工艺信息的存储规范,对非几何信息的检索、提取、分析、重构技术进行了研究,在此基础上开发了面向MBD模型的工艺信息组织与重构系统,满足了制造过程中不同阶段、不同角色、不同专业对产品数模信息不同层次的使用需求。     

简化尺寸标注的MBD 设计方法研究与实践

应用MBD技术进行结构复杂产品及大型装配件设计时,由于标注信息量过大易产生"刺猬"现象而影响信息快速准确地表达和提取。为解决这一问题,提出了简化尺寸标注的MBD设计方法,通过简化MBD标注信息能够建立可快速读取的MBD 3维模型。将新方法应用于某型发动机机匣的设计。研究结果表明:采用简化尺寸标注的MBD方法可大幅减少设计的工作量,提高设计的效率和质量,验证了该方法的可行性和可靠性。     

基于MBD的关联设计技术在飞机研制中的应用

MBD技术可以保证产品全生命周期过程中数据源的唯一性,实现上下游数据的无缝对接,有效提高产品设计效率。主要研究MBD的表达方式及关联设计中骨架模型的建立方法,阐述骨架模型的工作原理。结合飞机型号研制,首先进行总体骨架、接口骨架、部段骨架和部件骨架模型的定义,进而实现设计内部各专业“自顶向下”的关联设计,并以MBD数据集作为飞机研制过程中的唯一数据源,工艺、工装、检验人员在MBD数据集基础上开展并行协同的关联设计,有效地改善团队之间的沟通,使设计更改变得简单、快速,减少了设计错误,缩短了产品的研制周期,提高了设计质量。     

基于MBD的数控加工工艺设计系统

MBD模型作为制造过程中唯一依据逐步成为航空制造业的发展趋势,并已应用到CAD/CAM中。但MBD技术尚未在CAPP中展开应用,导致MBD数据集在CAD/CAPP/CAM的集成设计制造过程中无法连续传递。针对航空数控加工需求,建立了基于图层的数控加工MBD工艺模型,提出了基于MBD的数控工艺设计流程,并设计开发了基于MBD的数控加工CAPP系统,实现了UG平台上集成设计制造的MBD应用。     

MBD技术在航空发动机设计中的应用

为解决MBD技术在航空发动机设计应用中的标准规范不统一和标注信息管理等问题,结合行业特点,制订了独特的通用+典型零部件MBD行业标准,同时,考虑到知识信息表达和多领域应用,提出了基于视图的标注信息(Definition Based Model Views-DBMV)管理方法,使得3维MBD模型成为惟一有效的知识信息数据源贯穿应用于产品的全生命周期,成功将MBD技术工程化应用于航空发动机结构设计中。     

基于模块的飞机消耗式三维工艺设计技术研究

随着MBD技术的发展,三维工艺设计技术逐步代替传统的二维工艺设计.结合国内外飞机研制过程中三维工艺设计技术发展现状,立足国内飞机研制实际情况,介绍了基于模块的产品数据管理方式及消耗式三维工艺设计技术原理,阐明了基于模块化的消耗式三维工艺设计管理思路和实施过程,并对应用效果进行总结.     

基于MBD的飞机钻铆机器人离线编程技术研究

为了提高飞机钻铆机器人离线编程的效率和质量,提出了基于MBD的智能离线编程技术。依据飞机钻铆的工艺特点构建了钻铆MBD模型,从钻铆MBD模型中自动提取待加工孔的坐标、法矢、材料、紧固件规格等工艺信息,据此规划最佳的机器人加工站位、加工路径和加工工艺参数,并利用CAA基于DELMIA软件开发了飞机钻铆机器人离线编程系统。     

基于模型的定义（MBD）设计资源库的建设与应用

在信息技术飞速发展和快速应用的过程中，标准化在企业管理、型号研制及预研中发挥了不可替代的支撑作用。文章以某型号应用基于模型的定义（MBD）技术为背景，摘取信息技术标准化工作中的基础环节，阐述了MBD设计资源库的建设及应用效果。     

大型飞机复合材料双曲面组件的装配

阐述了产品生产中,通过可预见性的模型计算与数字拟合装配、气动外缘公差尺寸链的分析,制定零件公差状态、调整工装设计补偿量、进行数字化工程数据控制,进而在装配过程中采用多种数字化手段:如激光跟踪仪的使用,CATIA的现场数字拟合产品零件最优装配等,进行数字装配时的工艺补偿.此种装配方案能够减少或避免干涉,确保按规范要求顺利完成复合材料结构件的装配;降低了组件的超差率,从而节省产品的生产成本;减少了装配过程中的误差累积,能够把产品的气动外形控制在设计要求公差的十分之一.     

基于MBD技术检验规程在飞机数字化装配中的应用

针对基于MBD技术的飞机数字化装配技术的大量应用,分析了传统检验模式在MBD技术环境中存在的问题和不足,提出基于MBD技术的检验规程,结合实际工作探讨了基于MBD技术编制检验规程的方法,并给出了解决其关键技术问题的方法。