引领电气CAD、PLM以及模拟仿真的未来

引领电气CAD、PLM以及模拟仿真的未来

关注IGE+XAO微信二维码,了解更多详情

Tel: +86(0)25-8689 0716/8465
       0534/8465 0594

Fax: +86(0)25-8465 0564

E-mail:

sales_china@ige-xao.com(销售部)
support_china@ige-xao.com(技术部)

飞机线束数字化制造系统研究与开发

发表时间:2017-07-26 作者: 武鹏  王春阳  闻敬谦  邹丽萍   来源: 互联网
针对某线柬企业目前线柬工艺缺乏有效校验、设计效率低、生产过程管理和技术状态控制薄弱的现状,在分析航空线束工艺设计和制造现状的基础上提出建立数字化制造系统,利用信息技术为工艺设计提供智能辅助支持,实现对生产过程的显性化管理和对技术状态的有效控制。通过建立数字化制造系统,在提高线束工艺设计的效率、加强对工艺文件的技术状态管理、提升对线束生产过程的控制能力等方面取得了明显的进步,并通过实例验证系统的实用性和有效性。

    航空线束南导线、电连接器、保护材料及卡箍等组成,是贯穿及联系装备各部位电气系统和电子设备的桥梁和纽带,负责电气设备间的通讯和电能传输,被喻为“中枢神经和血液循环系统”,其质量和可靠性直接影响到现代先进飞机的效能发挥和安全性。

    当前,针对线缆建模、虚拟仿真以及布线路径规划等方面已有大量研究成果,并且在线束信息表达、工艺没计以及三维布线等方面开展了大量应用。然而,飞机等复杂装备具有单件小批量的生产模式以及研制过程中设计更改频繁的特点,与汽车线束工艺存在较大差异,工艺设计和生产制造的矛盾突出。

    飞机线束的工艺设计处于电气设计过程的末端,却需在装配前期进行敷设,而当前该过程仍主要采取手工方式完成,使得工艺准备和生产准备时间紧迫、工艺符合性差的矛盾十分突出。另一方面,航空线束的拓扑逻辑复杂,需要综合分析电气逻辑、制造工艺和装配约束等多方面信息和规范要求。同时,由于信息技术发展迅速,电子设备的更新换代快,传统基于纸质的制造信息在传递过程中无法满足线束生产的柔性要求。

    因此,亟需开展航空线束智能化辅助工艺设计和制造的技术研究及相应软件系统的开发,以适应航空机电系统网络化、信息化、智能化发展对航空线束敏捷研制提出的挑战。

    1 系统设计思想

    航空线束数字化制造的目标是提高工艺设计质量、缩短生产准备周期及实现技术状态管理。因此,在工艺设计阶段,需要尽量避免生产制造中可能出现的问题,并为生产过程提供相应的信息支持及过程控制,以实现对质量、效率与成本的并行优化。

    当前飞机线束设计基于“一图两表”形式(即示意图和导通表、物料表)提供线束设计信息,存在数据分散、不直观等问题。线束生产过程中仍需完善相关制造信息和数据,并有大量的工艺规则计算、零附件选配等工作。另一方面,随着电子设备的大量增加,飞机线束更改愈发频繁,尤其对于试制阶段的技术状态控制已成为产品数据管理的难点。

    空客A380在研制阶段曾发生线缆产品数据不一致问题,造成在德冈安装的前、后机身段上的线缆与在法国装配的中机身段线缆结构不协调、无法对接的问题,只能将德国制造的机身段运回原厂重新装配,致使空客公司推迟A380交货时间近两年,损失50亿欧元。

    线束数字化制造即利用信息技术为工艺设计提供智能辅助支持,实现对生产过程的显性化管理和对技术更改流程的有效控制,图l给出航空线束数字化制造应用流程。

   

    图1 数字化制造应用流程

    数字化制造支持系统由PDM系统负责获取线束设计数据,主要服务于工艺设计和制造过程。在工艺设计阶段,通过对工艺规范的整理和检验规则的程序化,按照工艺要求进行校验检查,在工艺准备阶段排除人工校验不易发现的设计问题,为工艺人员提供科学的工艺审查手段;在生产制造阶段,通过建立飞机线束生产全过程管控机制,实现生产过程可视化和对生产物料的齐套管理,并可结合技术状态管理的实际要求,对更改历史进行追溯。

    2 航空线束制造工艺过程

    航空线束从生产计划下达到最终加工完成,主要经过生产准备、布线、端接和导通检验等工序,制造工序流程如图2所示。

   

    图2 飞机线束制造工艺流程

    航空线束由于批量小、种类多,所采用的导线外观相似.每根导线以唯一编号作为标识,因此各工序中均需给出详细的工艺文件,包括:

    (1)生产准备阶段:提供打印热缩标签、导线激光印字相关工艺文件。

    (2)布线工序:提供线缆l:l展平图,以及便于人工布线的连接关系工艺文件。

    (3)端接工序:需提供屏蔽处理、死接头处理、端接等工艺文件。

    (4)测试丁序:需提供测试工艺文件。

    飞机线束逻辑复杂、工程更改频繁的特点决定响应的工艺文件既要符合加工约束,又需便于工人理解和加工,相关工艺文件种类多样、内容量大,由工艺人员手工编制的传统方式无法满足生产要求。

    3 系统开发与实现

    3.1 航空线束数字化制造系统框架

    根据航空线束数字化制造的应用需求,如图3所示。相应的系统主要提供工艺辅助设计、生产过程管理以及技术状态控制3方面功能,形成各生产工段、库房多部门协同参与的数字化平台,并与CAPP系统、PDM等系统相集成,实现数据的实时共享以提高生产效率。

   

    图3 飞机线束数字化制造系统框架