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。     

面向MBD加工特征演变的精细化加工工艺设计

在三维工艺模型构建中,基于MBD加工特征的演变建立了精细化工艺模型,在MBD三维环境中实现了快速、准确、完整地生成、查询和管理工艺模型中工序级、工步级和加工操作相关工艺信息,从MBD模型使用者的角度出发,提出了面向MBD加工特征演变的精细化工艺信息表达方法和管理模式,应用分加工特征中间状态显示法管理所有工序信息,并符合国标的要求即正确性、合理性、关联性、完整性和清晰性。     

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.     

基于MBD的飞机设计制造协同关联技术探讨

设计制造协同关联平台是基于3D MBD PPR统一数据模型而建立的。在关联平台中,以产品型号MBD模型为单一数据源,建立实时的3D PPR动态数字样机,将设计数据、工艺数据、工装数据及检验数据进行基于模型的关联,并且将MBD唯一数据源从产品设计开始贯穿于设计、制造、服务的全过程,真正做到基于产品单一数据源的产品全生命周期管理。     

面向MBD环境的三维CAPP技术研究

传统的二维工艺设计应用模式无法直接利用上游设计发放的三维模型,在工艺设计阶段需要经历二维/三维的转换过程,这无疑加大了工艺人员工作量,并且无法为后期的数控加工以及工艺检验提供三维数模的支持。本文提出的MBD环境下的三维CAPP技术,可以直接利用零件MBD模型进行工艺规划,在工艺规划过程中建立的MBD工序模型,可以在CAM、CMM阶段直接利用,实现CAD/CAPP/CMM/CAM的集成,为更进一步的CIMS集成技术研究奠定了基础。     

基于MBD技术的航空制造数字化工艺实施应用

目前机加工艺编制仍然以二维工艺卡片为主,工艺人员接收工艺编制任务后,通过TCM设计加工过程的各工序和工步,工艺员需要通过TCM与其他数字化产品设计工具绘制加工过程模型的二维工序图,并且在工序图上添加工艺标注,工步内容、刀具、量具等工艺相关信息,在做大量的图形绘制工作,同时加工信息也要进行详尽的说明,由于数据源不唯一,人工获取与处理MBD模型的信息,势必造成信息重复录入和人为失误带来数据不一致的情况发生,工艺员不增值劳动太多,巨大的人力、物力消耗在与工艺设计无关的环节上.     

基于MBD的智能化工艺设计技术研究

本文基于MBD技术结合CATIA软件的二次开发,提出了一种简单、可行的工艺智能化设计方案。该方案直接输入一个三维模型,通过CATLA二次开发技术及MBD技术,自动识别输入模型的特征,获取特征信息,结合VERICUT接口技术,实现了工艺规程自动化编制、智能化选择刀具、数控程序自动编制及使用VERICUT自动仿真,正是因为工艺知识的智能化应用实现了工艺的智能化设计。     

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MBD的飞机自动化装配孔工艺特征快速添加技术

为了解决飞机自动化装配离线编程系统信息来源问题,在分析特征技术和MBD技术应用于数字化装配方面特点后,提出一种将MBD技术与特征技术相结合的装配孔工艺特征快速添加技术.该技术以MBD模型为基本单位,结合现阶段航空蒙皮类产品建模特点,通过工艺特征将几何信息与工艺信息相结合,建立了面向飞机自动化装配系统的产品工艺特征信息模型.为实现装配孔工艺特征在产品数模上的快速添加,在DELMIA V5平台上开发了面向CAD数模的信息添加功能模块,完成了产品工艺特征信息模型的建立,为飞机自动化装配离线编程系统提供了良好的数据源,实现了CAD/CAM/CAPP系统的集成化和数据共享.     

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。     

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MBD的零件数字化工艺设计技术

近年来,国内飞机研制已经由三维数模取代二维图纸,采用基于模型定义MBD(Model Based Definition)技术的产品定义模型成为新机研制的唯一制造依据.零件工艺设计也在逐渐采用计算机辅助工艺设计(CAPP)系统.但是对于飞机零件的工艺设计,二维工艺设计不能直接利用全数字化MBD模型,需要手工维护大量3D到2D转换等不增值环节,没有从根本上实现零件MBD模型到零件工艺信息模型的转变[1].     

基于MBD的工程更改信息表达方法

针对MBD环境下工程更改信息的表达与发布问题,提出了基于MBD的工程更改信息表达方法。该方法以设计MBD或工艺MBD模型为数据集,从视图更改信息和非视图更改信息两方面设计了工程更改信息表达分发文件。基于Acrobat Pro Extended开发了基于MBD的工程更改信息表达与发布系统,并以某型号导弹发动机装配体的工程更改管理信息表达分发文件的生成与发布为例研究了更改视图和更改表格的创建。     

材料信息在MBD数据集中的表达与集成应用研究

对金属材料、非金属材料、复合材料零件在MBD模型中所需的材料信息进行了分析,结合CATIA模型的不同建模方法给出了材料信息定义方式。从管理及工程应用两个维度开展基于全生命周期的材料库管理及应用系统建设,用数字化方法加强设计阶段的选材控制。将模型中的材料信息粒度化,根据不同的使用需求,通过对材料库数据重构,为设计、强度、重量等专业提供唯一材料数据源,制造部门可充分利用MBD模型中的材料数据重构MBOM,从而达到对材料信息在全生命周期的集成应用。     

MBD技术在飞机研制中的应用及其给质量监督工作带来的挑战和思考

MBD技术的概念 MBD(Model Based Definition)技术即基于模型定义,是目前波音推行的新一代产品定义方法.该技术将三维设计信息、三维制造信息和产品管理信息共同定义到产品的三维数字化模型中,在取消二维图纸工程定义的情况下,实现产品特征描述、共享,满足了数字化制造信息直接传递的需求,有效地解决了设计、制造、使用维护一体化的难题,实现了CAD和CAM高度集成.MBD技术使用以三维数字化模型为核心的设计制造信息传递模式,设计单位不再向生产单位传递二维图纸,而是传递三维的数字模型,生产单位将三维的数字化模型作为依据,开展加工装配、测量和检验等工作.     

基于MBD的飞机数字化装配技术

MBD是飞机设计制造数字化技术发展的新阶段和总趋势,采用MBD技术体系将为航空制造带来管理上和效率上的飞跃。在MBD的技术体系中,MBD数据集内容包含设计、工艺、制造、检验等各部门的信息。在数据管理系统和研制管理体系的控制下,各职能人员可以在1个产品模型上协同工作,提高了设计效率,同时也提高了产品的可制造性。     

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。