大型商用航空发动机科研装配线三维虚拟设计.pdf

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1、2015年5月机械设计与制造工程May．2015第44卷第5期MachineDesignandManufacturingEn~nee6ngVo1．44No．5DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2015．05．006大型商用航空发动机科研装配线三维虚拟设计周烁，陈静荣，李琳，项宏伟，张渝(上海中航商用航空发动机制造有限责任公司，上海200240)摘要：为解决航空发动机科研装配线二维工艺布置设计存在的局限性，首先通过对大型商用航空发动机科研装配线的实体工艺要素三维建模，基于虚拟现实Unity3D开发平台，对已

2、有二维工艺布置方案进行三维虚拟设计，实现了工艺要素的补充、细化和优化。然后对新型的总装工艺过程进行了运动学仿真，并开发了人机交互的实时动态漫游程序。研究成果为后期车间改造、工艺布置调整提供了预演和模拟分析平台，为企业的人员培训和宣传展示提供了重要素材，也为相关的制造厂房或制造单元设计提供了技术参考和借鉴。关键词：大型商用航空发动机；科研装配；三维虚拟设计；工艺布置中图分类号：TP34文献标志码：B文章编号：2095—509X(2015)05—0023—05大型商用航空发动机(LCAE)结构尺寸大，各模拟一；最后一部分是专项技术应

3、用，如人机工类单元体众多，对装配、运输的空间要求比较高。程学和产品碰撞分析等。对于三维可视化工此外，由于其配合精度高，所需工艺设备和专用工艺布置设计和优化的相关技术，在国内航空发动机装数量较大。在科研装配阶段，因工艺方法不固制造领域的应用仍然处于空白状态。定，设备和工装的配置需要持续调整，此外，由于任目前三维虚拟设计技术在国内外的装备制造务计划经常改变，造成装配分解的深度和范围难以领域已经被广泛应用、开发，并产生大量工程实践确定。当然，也存在大量的专项测试改装需求。总成果。但是，在国内航空发动机研发领域，三维虚之，针对LCAE科

4、研装配线建设的顶层工艺方案，拟设计技术的工程应用工作则刚刚起步。尤其是工艺布置设计涉及的工艺要素极其繁杂，国内外航空发动机科研厂房多年来都经历过多次工1总体实施方案艺布置调整、厂房深度改造或大规模扩建。对于虚拟制造本质是在计算机上实现制造环境和LCAE科研装配线工艺设计而言，想实现高效率、过程的全面模拟，也是将实际的制造系统映射到计强柔性及低成本并举非常困难，通常表现为缺乏有算机可视的三维环境中。因而，针对车间或生产线效的设计平台支撑和没有成熟的标准或经验用于的三维虚拟设计相对传统的二维工艺布置设计具指导。有许多优势：首先是布局

5、设计在三维空间内更为直针对生产车间的三维虚拟设计近来成果比较观，进而方便专家发挥经验优势；其次是空间设计丰富，但大多数是对计算机应用技术方面的研究，精度更高；再次是方便进行工位级的全方位详细布如几何和行为建模、网络协同、架构设计、动画制作置设计，包括工装、设备、工件、人员、工位器具等所方法、渲染处理技术等。车间级的三维虚拟设计按有工艺要素；最后，三维虚拟设计成果作为一个仿照技术层级划分，大致可划分为4个层次：首先是真平台，拓展性好，可以进行其他工艺过程模拟、综顶层的制造组织管理，如任务拓扑排序和流水节拍合生产指标分析等工作。另一

6、方面，车间或生产线设计等⋯；其次是处于中间层的三维可视化工艺的三维虚拟设计也具有一定劣势，比如虚拟环境建布置设计和优化-53；再次是底层的制造工艺过程模成本高，周期长，涉及众多仿真、交互、渲染处理收稿日期：2015—03—09作者简介：周烁(1975一)，男，辽宁铁岭人，上海中航商用航空发动机制造有限责任公司高级工程师，主要研究领域为航空发动机装配工艺设计和先进制造技术。·23·2015年第5期周烁：大型商用航空发动机科研装配线三维虚拟设计[5]吕玉昆．面向JobShop的车间虚拟制造仿真技术研究[D]．南及动作模拟[J]．计算

7、机仿真，2003，20(11)：85—87．京：南京理工大学，2013．[8]刘长坤．浅谈人机工程分析软件在虚拟制造中的应用[J]．华[6]谢玉敏，董定福．模具装配过程的动态模拟及其应用[J]．模章，2013(3)：303—304．具技术，2003(6)：53—55．[9]陈锦昌，许有源，姜立军，等．生产线三维仿真系统中产品碰[7]丁国富，伯兴，高照学．虚拟制造环境中制造装备的三维建模撞检测的研究[J]．东华大学学报，2007，33(3)：306—309．Thedesignof3DvirtualassemblyHneforlar

8、gecommercialaircraftengineZHOUShuo，CHENJingrong，LILin，XIANGHongwei，ZHANGYu(ShanghaiAVICCommercialAircraftEngineManufacturingCompany