一种基于MBD的数字化装配工艺可视化系统及方法与流程

本发明涉及机械类产品数字化车间工艺技术领域，具体涉及一种基于mbd的数字化装配工艺可视化系统及方法，适用于机械类产品数字化装配车间升级改造过程。

背景技术：

目前机械产品的车间装配工艺正处于由传统工艺到数字化工艺进而升级为智能制造工艺的关键阶段，传统的工艺必须由经验丰富的工艺设计、现场装配人员完成，往往需要进行大量重复的工作；现有数字化工艺技术日渐成熟已逐步取代传统工艺，但也存在诸多不足，还需进一步完善以此向智能制造工艺方向发展。

波音公司是mbd技术的发起者之一，在波音787项目中大规模采用mbd技术，我国mbd技术由波音公司的转包生产中开始逐步发展起来的，随着mbd技术的不断成熟，其逐步发展到航天、汽车、船舶、机床等机械产品的研发制造中。

将mbd技术引入机械产品装配过程中，同时考虑可视化技术，以此形成基于mbd的可视化装配技术能有效解决现有装配工艺中的弊端，可以实现装配车间无纸化装配生产，提高装配精度、装配质量、装配效率，同时提高车间智能化水平，保证数字化装配工艺技术向智能制造技术的平稳过渡。因此，迫切需要一款基于mbd的数字化车间装配工艺可视化系统及方法，来帮助装配人员指导机械产品实际装配过程，促进机械产品智能装配产业升级。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题为：针对机械产品数字化装配车间发展需求，从数字化装配工艺角度出发，引入mbd技术，形成的装配工艺可视化系统可直接获取指定零部件信息，并显示该零部件的三维mbd模型及装配工艺内容或装配注意事项等，可播放指定组件的装配动画。本发明建立的一种基于mbd的机械产品数字化装配工艺可视化系统及方法，进一步促进mbd模型作为产品制造唯一数据源的过渡，使其逐步替代纸质工艺文件，有效的提高机械产品装配质量，对装配工人提供友好的工作指导与培训方法。

本发明采用的技术方案是：一种基于mbd的数字化装配工艺可视化系统及方法，其特征在于：可视化系统包括功能模块、mbd规范、数据库，可视化系统通过树形节点控制各零部件装配工艺及mbd模型数据的切换与显示；

所述的功能模块包括三维mbd模型展示模块、装配工艺显示模块、装配动画演示模块；

所述的三维mbd模型展示，当受到响应时，显示特定节点的已经存储在指定路径文件夹中的mbd模型图片，其来自于ug中pmi标注模块建立的mbd模型；

所述的装配工艺显示组件的具体装配步骤及工序名称等信息，提示装配过程装配注意事项；

所述的装配动画演示播放指定组件装配动画，其来自于ug装配序列生成装配过程动画；

所述的mbd规范包括基于mbd的三维标注规范与基于mbd的装配工艺规范；

所述的数据库包括装配工艺数据库与装配零部件数据库。

本发明的方法流程：根据基于mbd的机械产品零部件专用标注规范，利用ug建模软件中pmi模块标注指定产品，形成mbd模型，并将其存储于可视化系统指定路径；根据基于mbd的装配工艺规范，建立产品装配工艺数据库及产品零部件数据库，利用ug建模软件中装配序列，生成产品装配过程动画，并将其存储于可视化系统指定路径；现场装配工作人员，通过可视化系统树形节点控制选择指定装配任务，点击零部件名称显示该零部件mbd模型，同时显示装配工艺信息，以此了解该零部件各装配过程工艺，再点击单个零件，显示该单个零件mbd模型，以此查看其尺寸信息，同时显示其装配注意事项；进入零件库模块，可以实现对机械产品各零件数据的读取、零件数据的存储、零件数据的添加、零件数据的修改、零件数据的删除、目标数据的显示以及目标数据的查询等功能，确定各零部件间配合关系；进入装配动画演示模块，播放指定组件装配动画，快速精准指导装配工人完成装配任务。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本系统通过友好的界面设计，将产品mbd工艺模型、装配工艺数据、零部件数据、装配过程动画等有效结合，实现工艺数据及操作过程可视化控制，有效的改进现场装配模式；可视化方法中将利用mbd技术在ug中建立的mbd工艺模型及装配过程动画集成到可视化系统中，利用数据库技术将产品工艺数据进行编程处理实现工艺数据的可视化展示，进而实现数据的有效管理，最终指导机械产品车间工作人员快速精准完成装配任务。同时，该发明系统及方法可以应用到机械产品的加工、检测、热处理等其他工艺车间中，也可以应用到除机械产品以外的其他车间需要数字化改造升级的产品制造过程中，可以大大的改善现有产品制造工艺水平，提高产品制造质量，推动行业进步。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明。

本发明针对机械产品数字化装配车间发展需求，建立一种基于mbd的数字化装配工艺可视化系统，如图1所示其特征在于：可视化系统包括功能模块、mbd规范、数据库，可视化系统通过树形节点控制各零部件装配工艺及mbd模型数据的切换与显示；

所述的功能模块包括三维mbd模型展示模块、装配工艺显示模块、装配动画演示模块；

所述的三维mbd模型展示，当受到响应时，显示特定节点的已经存储在指定路径文件夹中的mbd模型图片，其来自于ug中pmi标注模块建立的mbd模型；

所述的装配工艺显示组件的具体装配步骤及工序名称等信息，提示装配过程装配注意事项；

所述的装配动画演示播放指定组件装配动画，其来自于ug装配序列生成装配过程动画；

所述的mbd规范包括基于mbd的三维标注规范与基于mbd的装配工艺规范；

所述的数据库包括装配工艺数据库与装配零部件数据库。

如图2所示，一种基于mbd的数字化装配工艺可视化方法，该方法的流程：根据基于mbd的机械产品零部件专用标注规范，利用ug建模软件中pmi模块标注指定产品，形成mbd模型，并将其存储于可视化系统指定路径；根据基于mbd的装配工艺规范，建立产品装配工艺数据库及产品零部件数据库，利用ug建模软件中装配序列，生成产品装配过程动画，并将其存储于可视化系统指定路径；现场装配工作人员，通过可视化系统树形节点控制选择指定装配任务，点击零部件名称显示该零部件mbd模型，同时显示装配工艺信息，以此了解该零部件各装配过程工艺，再点击单个零件，显示该单个零件mbd模型，以此查看其尺寸信息，同时显示其装配注意事项；进入零件库模块，可以实现对机械产品各零件数据的读取、零件数据的存储、零件数据的添加、零件数据的修改、零件数据的删除、目标数据的显示以及目标数据的查询等功能，确定各零部件间配合关系；进入装配动画演示模块，播放指定组件装配动画，快速精准指导装配工人完成装配任务。

综上所述，以上实施方式仅用于说明本发明的系统及方法设计方案，本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。本发明适用于机械类产品装配车间数字化改造升级及智能化转型过程，也适用于其他产品生产车间数字化改造升级过程。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种基于MBD的数字化装配工艺可视化系统及方法，旨在指导机械产品车间工作人员快速精准完成装配任务。本发明针对机械产品数字化装配车间发展需求，从数字化装配工艺角度出发，引入MBD技术，形成的装配工艺可视化系统可直接获取指定零部件信息，并显示该零部件的三维MBD模型及装配工艺内容或装配注意事项等，可播放指定组件的装配动画。本发明建立的一种基于MBD的机械产品数字化装配工艺可视化系统及方法，进一步促进MBD模型作为产品制造唯一数据源的过渡，使其逐步替代纸质工艺文件，有效的提高机械产品装配质量，对装配工人提供友好的工作指导与培训方法。

技术研发人员：王延忠;刘鹏;何俊甫
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：2018.08.31
技术公布日：2019.01.18