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装配工艺范文1
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
装配是按规定的技术要求，将零件或部件进行配合和联系，使之成为半成品或成品的工艺过程。整机装配是生产过程中的最后一个阶段，它包括装配、调整、检验和试验等工作，且产品的最终质量由装配保证。
一、整机装配工艺介绍
1、整机装配工艺过程
整机装配工艺过程即为整机的装接工序安排，就是以设计文件为依据，按照工艺文件的工艺规程和具体要求，把各种电子元器件、机电元件及结构件装连在印制电路板、机壳、面板等指定位置上，构成具有一定功能的完整的电子产品的过程。整机装配工艺过程根据产品的复杂程度、产量大小等方面的不同而有所区别。但总体来看，有装配准备、部件装配、整件调试、整机检验、包装入库等几个环节，如图1所示。
图1整机装配工艺过程
2、流水线作业法
通常电子整机的装配是在流水线上通过流水作业的方式完成的。 为提高生产效率，确保流水线连续均衡地移动，应合理编制工艺流程，使每道工序的操作时间(称节拍)相等。流水线作业虽带有一定的强制性，但由于工作内容简单，动作单纯，记忆方便，故能减少差错，提高功效，保证产品质量。
3、整机装配的顺序和基本要求
a. 整机装配顺序与原则
按组装级别来分，整机装配按元件级，插件级，插箱板级和箱、柜级顺序进行，如图2所示。
图2整机装配顺序
元件级：是最低的组装级别，其特点是结构不可分割。
插件级：用于组装和互连电子元器件。
插箱板级：用于安装和互连的插件或印制电路板部件。
箱、柜级：它主要通过电缆及连接器互连插件和插箱，并通过电源电缆送电构成独立的有一定功能的电子仪器、设备和系统。
整机装配的一般原则是：先轻后重，先小后大，先铆后装，先装后焊，先里后外，先下后上，先平后高，易碎易损坏后装，上道工序不得影响下道工序。
b. 整机装配的基本要求
(1) 未经检验合格的装配件(零、部、整件)不得安装，已检验合格的装配件必须保持清洁。
(2) 认真阅读工艺文件和设计文件，严格遵守工艺规程。装配完成后的整机应符合图纸和工艺文件的要求。
(3) 严格遵守装配的一般顺序，防止前后顺序颠倒，注意前后工序的衔接。
(4) 装配过程不要损伤元器件，避免碰坏机箱和元器件上的涂覆层，以免损害绝缘性能。
(5) 熟练掌握操作技能，保证质量，严格执行三检(自检、互检和专职检验)制度。
4、整机装配的特点及方法
a. 组装特点
电子设备的组装在电气上是以印制电路板为支撑主体的电子元器件的电路连接，在结构上是以组成产品的钣金硬件和模型壳体，通过紧固件由内到外按一定顺序的安装。电子产品属于技术密集型产品，组装电子产品的主要特点是：
(1) 组装工作是由多种基本技术构成的。
(2) 装配操作质量难以分析。在多种情况下，都难以进行质量分析，如焊接质量的好坏通常以目测判断，刻度盘、旋钮等的装配质量多以手感鉴定等。
(3) 进行装配工作的人员必须进行训练和挑选，不可随便上岗。
b. 组装方法
组装在生产过程中要占去大量时间，因为对于给定的应用和生产条件，必须研究几种可能的方案，并在其中选取最佳方案。目前，电子设备的组装方法从组装原理上可以分为：
(1) 功能法。这种方法是将电子设备的一部分放在一个完整的结构部件内，该部件能完成变换或形成信号的局部任务(某种功能)。
(2) 组件法。这种方法是制造出一些外形尺寸和安装尺寸上都统一的部件，这时部件的功能完整退居次要地位。
(3) 功能组件法。这是兼顾功能法和组件法的特点，制造出既有功能完整性又有规范化的结构尺寸和组件。
二、整机装配工艺设计分析
1、机器装配与装配工艺系统图
在装配工艺规程设计中，常用装配工艺系统图表示零、部件的装配流程和零、部件间相互装配关系。在装配工艺系统图上，每一个单元用一个长方形框表示，标明零件、套件、组件和部件的名称、编号及数量，图3、图4、图5分别给出了组装、部装和总装的装配工艺系统图。在装配工艺系统图上，装配工作由基准件开始沿水平线自左向右进行，一般将零件画在上方，套件、组件、部件画在下方，其排列次序就是装配工作的先后次序。
图3 组件装配工艺系统图
图4 部件装配工艺系统图
图5 总装装配工艺系统图
2、装配精度与装配尺寸链
机器的装配精度是根据机器的使用性能要求提出的，例如，CA6140型普通车床的主轴回转精度要求为0.01mm，CM6132型精密车床主轴回转精度要求就是1µm ，而中国航空精密机械研究所研制的CTC-1型超精密车床的主轴回转精度要求则高达0.1-0.2µm 。正确地规定机器的装配精度是机械产品设计所要解决的最为重要的问题之一，它不仅关系到产品质量，也关系到制造的难易和产品成本的高低。
机器由零、部件组装而成，机器的装配精度与零、部件制造精度直接有关，例如图6所示卧式普通车床主轴中心线和尾座中心线对床身导轨有等高性要求，这项装配精度要求就与主轴箱、尾座、底板等有关部件的加工精度有关。可以从查找影响此项装配精度的有关尺寸入手，建立以此项装配要求为封闭环的装配尺寸链，如图6所示，其中A1是主轴箱中心线相对于床身导轨面的垂直距离，A3是尾座中心线相对于底板3的垂直距离，A2是底板相对于床身导轨面的垂直距离，A0则是在装配中间接获得的尺寸，是装配尺寸链的封闭环。由图5-45所列装配尺寸链可知，主轴中心线与尾座中心线相对于导轨面的等高性要求与A1、A2、A3三个组成环的基本尺寸及其精度直接有关，可以根据车床装配精度要求通过解算装配尺寸链来确定有关部件和零件的尺寸精度要求。
图6 车床主轴中心线与尾座中心线的等高性要求
1―主轴箱 2―尾座 3―底板 4―床身
三、装配工艺规程设计
1、研究产品装配图和装配技术条件
审核产品图样的完整性、正确性；对产品结构作装配尺寸链分析，主要装配技术条件要逐一进行研究分析，包括所选用的装配方法、相关零件的相关尺寸等；对产品结构作结构工艺性分析。发现问题，应及时提出，并同有关工程技术人员商讨图纸修改方案，报主管领导审批。
2、确定装配的组织形式
(1）固定式装配。全部装配工作都在固定工作地进行，这种装配方式称作固定式装配。根据生产规模，固定式装配又可分为集中式固定装配和分散式固定装配。按集中式固定装配形式装配，整台产品的所有装配工作都由一个工人或一组工人在一个工作地集中完成；它的工艺特点是：装配周期长，对工人技术水平要求高，工作地面积大。按分散式固定装配形式装配，整台产品的装配分为部装和总装，各部件的部装和产品总装分别由几个或几组工人同时在不同工作地分散完成；它的工艺特点是：产品的装配周期短，装配工作专业化程度较高。集中式固定装配多用于单件小批生产；在成批生产中装配那些重量大、装配精度要求较高的产品（例如车床、磨床）时，有些工厂采用固定流水装配形式进行装配，装配工作地固定不动，装配工人带着工具沿着装配线上一个个固定式装配台重复完成某一装配工序的装配工作。
(2）移动式装配。被装配产品（或部件）不断地从一个工作地移动到另一个工作地，每个工作地重复地完成某一固定的装配工作，这种装配方式称作移动式装配。移动式装配又有自由移动式和强制移动式两种，前者适于在大批大量生产中装配那些尺寸和重量都不大的产品或部件；强制移动式装配又可分为连续移动和间歇移动两种方式，连续移动式装配不适于装配那些装配精度要求较高的产品。
3、划分装配单元，确定装配顺序，绘制装配工艺系统图
将产品划分为套件、组件、部件等能进行独立装配的装配单元，是设计装配工艺规程中最重要的一项工作，这对于大批大量生产中装配那些结构较为复杂的产品尤为重要。无论是哪一级装配单元，都要选定某一零件或比它低一级的装配单元作为装配基准件。装配基准件通常应是产品的基体或主干零部件，基准件应有较大的体积和重量，应有足够大的承压面。
在划分装配单元确定装配基准件之后即可安排装配顺序，并以装配工艺系统图的形式表示出来。安排装配顺序的原则是：先下后上，先内后外，先难后易，先精密后一般。
4、编制装配工艺文件
单件小批生产中，通常只绘制装配工艺系统图，装配时按产品装配图及装配工艺系统图规定的装配顺序进行；成批生产中，通常还要编制部装、总装工艺卡，按工序标明工序工作内容、设备名称、工夹具名称与编号、工人技术等级、时间定额等；在大批量生产中，不仅要编制装配工艺卡，还要编制装配工序卡，用它指导工人做装配工作。此外，还应按产品装配要求，制订检验卡、试验卡等工艺文件。
结束语
整机的装配需要熟悉机械的功能与构成，在进行转配设计时才能全方位的做好各种工作，确保机械装配的质量。
参考文献
[1] 阚风华.提高装配精度的几种方法[J].安徽电子信息职业技术学院学报.2010(02)
装配工艺范文2
关键词：PBOM；可视化工艺；PDM系统
中图分类号：TP391.72 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2012） 15-0000-01
1 前言
装配工艺设计是连接产品设计和装配生产现场的关键环节。实现数字化装配工艺设计，就是要有效连接数字化产品设计和装配生产现场的制造执行，即充分继承和利用数字化产品设计信息，通过创造性的工艺设计，为装配生产现场的制造执行提供必要和准确的工艺技术信息。
2 装配工艺业务现状
目前现有装配厂工艺编制主要以查阅二维装配图纸、编写工艺文档、手工统计清单方式完成，工作量非常大，对工艺人员编制工艺提出很高要求，同时也对使用工艺文件生产的操作人员提出了很高的要求。对于新工艺人员或操作人员来说需要一定的时间来编制、理解工艺，在操作中有可能会出现错误。因此基于PDM平台的装配工艺编制需要从理解二维图纸、编制文档方式中解放出来，采用直观的三维结构化编制方式，提高工艺工作效率，保证产品装配质量。
3 装配BOM的建立
3.1 BOM的基本概念
BOM物料清单，是计算机可以识别的用数据格式来描述表达的产品结构或物料结构关系的规范性数据文件，是产品对象的属性结合。BOM是一种定义产品结构的技术文件，因此又被称为产品结构表或产品结构树。BOM也是一种管理文件，是联系与沟通企业各项信息业务的纽带，是产品数据传递的载体。产品BOM一般包含产品结构信息、产品属性信息等，企业中的BOM并不是单独存在的，需要与所有与产品相关的技术文档、图形文档、工艺路线、制造资源等信息关联到一起。
BOM是计算机识别物料的基础数据，编制计划的依据，配料和领料的依据，采购和外协的依据，成本计算的依据，报价参考的依据，物料追溯的依据，使设计系列化、标准化、通用化。
3.2 基于EBOM的PBOM的重构
装配BOM的重构实质是各装配业务部门的装配工艺业务的划分，当定义好装配BOM的结构后，结合工艺流水，各业务部门就清楚的知道需要编制哪些零部件的装配工艺规程和作业指导书。装配PBOM是企业的工艺设计部门在EBOM的基础上，依据分工明细信息，在装配工艺设计过程中，制定装配工艺路线，确定产品装配顺序、各种相关资源等，反映产品物流过程，按各零（组）件装配顺序给出各装配阶段的零组件及消耗数量形成的BOM数据。装配PBOM为零件级BOM，即从零件形成到最终形成整个产品的BOM结构，是工艺BOM的上层BOM。一般简单产品的装配PBOM和EBOM基本相同。对于结构或功能复杂的产品来说，EBOM中所描述的产品设计结构未能完全体现产品装配顺序，不能直接用来指导生产，产品的装配PBOM和EBOM就有着很大的区别。产品的工艺设计为了满足企业工艺装备特点和生产实际，通常改变EBOM的零组件间的结构顺序，形成新的结构关系，反映产品的实际装配关系，装配BOM的所有叶子节点的实体零件完全来源于EBOM，且装配PBOM和EBOM的所有叶子节点的实体零件应完全一致。
4 装配工艺系统的建立
4.1 装配工艺数据管理
装配工艺数据管理系统是基于数字化制造平台（TCM）之上，包括实现产品、工艺、资源的数据模型统一管理，实现对发动机的装配工艺、工装、检验及指导书的数据管理，实现装配工艺设计审批及更改等的过程管理。通过对现有PLM系统的扩展，建立装配工艺数据管理平台，实现与设计数据、零件工艺数据、工装资源数据、工艺流水分工数据的关联和共享的模式。定制装配工艺数据模型、流程、版本、更改、配置管理规范和实现模式。
4.2 结构化装配工艺规划的研究
在装配工艺的设计方面，直接利用设计的三维模型和工艺BOM，进行装配工艺规划，进行装配结构的定义，包括工艺、工序、工步、资源等。结构化装配工艺编制管理系统提供定制格式的装配工艺规程生成机制，自动从结构化工艺中抽取信息，输出工艺规程。支持图文并茂的装配工艺操作指导卡的生成。
4.3 典型装配工艺、工序库的研究
工艺模板是重要的工艺知识。采用资源库进行管理，方便检索和使用。模板库的建立、优化和管理，有利于工艺编制的规范和效率。工艺模板库包括典型工艺和通用工艺，通用工艺是非结构化的，在编制工艺时引用，用于简化工艺内容、规范操作过程。典型工艺是结构化的，在编制工艺时克隆，用于提高工艺编制效率。
通过分析装配工艺的发动机类型、装配单元的划分、装配方法等，建立典型工艺分类库，包括工艺、工序、工部等。建立典型工序、典型工步等已经经过实际验证的工艺实例知识，通过工艺属性的查询，选择相似的工艺属性查询，选择相似工艺模板，可以实现快速工艺编制，提高设计效率和质量。
4.4 可视化装配工艺的研究
装配作业指导书作为新增加的工艺文件能够提供更丰富的信息，采用了更为直观、更容易理解的图表表现方式从而能帮助操作人员更好地理解工艺，减少错误，稳定装配质量。装配作业指导书是装配工艺规程中工步的扩展，与工序一 一对应，即每一工序生成一个作业指导书。装配作业指导书由工步目录、工步顺序图、工步内容以及辅助的统计目录组成。
4.5 装配工艺知识的描述方式
从工艺设计师那获取的知识，并不能直接用于专家系统进行决策，必须经过提炼、整理，一定方式形式化、结构化，编译为可供工艺决策专家系统进行工艺决策的计算机内部形式表示。
5 结论
通过应用最新数字化、信息化技术，结合装配的具体情况和发展需求，改进工艺设计和管理模式，建立结构化的可视化的装配工艺管理平台，使得工艺技术人员从繁琐的重复性工作中解放出来，投入更多的精力用于工艺改进和技术创新，使得车间操作明确、规范，减少更改和返工，稳定质量，使得生产管理获取实时、准确数据，实现精细化和科学化管理。
参考文献：
装配工艺范文3
关键词：结构分析；主轴装配；精度检验
1 结构分析
车床主轴箱内的轴为阶梯轴，轴上的零件都需要定位、紧固，还需要方便拆卸以便于维修，同时主轴箱也是车床结构中一个非常重要的部件，它是主要的传动系统，它是用于扩大电动机速度的装置。
在车床的主轴箱内，使用的主电机一般为伺服电机，这样也可以实现初步的无级变速，而在主电机与主轴箱之间的传动选取V带，举例说明一下车床的主轴箱的整体布局，图1为某卧式车床的主轴箱总体布局图。
通过图1可以看出，这个车床的结构布局非常紧凑，布局也很合理，在直观上给人一种美观，同时该车床采用的是动力液压卡盘，系统采用的是自动装置。
在车床主轴箱设计上，从主电机出来带主轴上，一般是降速传动，这样可以是主轴的扭矩提升，有足够的动力去切削。
2 主轴装配
车床的主轴箱结构上一般是各直面间的直角连接方式，这样使整个主轴箱内的结构非常简单，都为线条，方便主轴箱内零件的装配，在主轴箱装配工艺上，首先一定要对主轴箱进行清洗，而清洗的顺序是将主轴箱内壁清洗、吹干；然后对箱体上的毛刺和锐角进行倒钝，最后防锈处理，并将重要的位置进行检验，防止精度不够，例如轴承座。
同时将要装配的零件进行清洗，例如齿轮、轴承，将主轴箱的主轴进行清理，退刀槽、阶梯轴，在清理过程中防止对零件进行损坏。
经过上述对主轴箱内及零件进行清洗完成之后，进行主轴箱内的装配，具体说明其中一个轴的装配，装配的顺序是安装主轴上的回油环，之后安装轴承，轴承选用双列圆滚子轴承，然后安装隔套，安装完成后，将齿轮装配上，将齿轮内的平键安装上，对齿轮轴向限制，安装另一端的隔套，安装另一侧的双列圆滚子轴承，之后安装下一个齿轮，以此类推，安装中要掌握配合产生的外圈滚道直径直径收缩量，公式如下：
式中：Dh-轴承座内径尺寸；D-轴承外圈尺寸；h-外圈滚道直径收缩量。
在主轴箱装配中，需要安装系统，一般是管路，它的安装顺序为先将管路上的管接头缠上生料带，将管路与分油块连接上，再将分油块固定在箱内，将铜管按照需要的路线进行排管，将每个管线通到相应的位置，最后将油标和油箱连接上。
3 精度检验
在车床主轴箱整体装配完成之后，并将其他辅助零件安装后，需要对主轴箱进行装配检验，对主轴箱检验最重要的位置就是主轴，主轴检验中，对主轴端面的检验内容有径向跳动、轴向窜动、端面跳动，检验这些项目的检具为指示器和检验棒，主要的检验示意图如图2。
对主轴的内孔也需要进行检测，如图3，检验方法还是用指示器和验棒，利用z验棒靠近主轴端面，检验的时候要使主轴缓慢旋转，而检验次数最少3次以上，确保质量。
4 结束语
在设计研究上要避免对设计步骤、零部件认知模糊，不懂得其原理，在装配工艺上也是一样，要使设计者明白零部件的原理，怎么对其装配，最后怎样检验重要点，要通过车床的整体结构，设计图纸，安装要求，不断的设计创新，提高车床的性能，将这些作为出发点，就一定能提高机床的性能和品质，要综合的利用有效资源，实际联系理论，就一定能设计出一套优秀的车床装配工艺。
参考文献
[1]曹玉榜，易锡麟.机床主轴箱设计指导[M].北京：机械工业出版社，1987.
[2]曹金榜.机床主轴/变速箱设计指导[M].北京：机械工业出版社.
装配工艺范文4
关键词:生产现场；可视管理
中图分类号：F279.23 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2012）04-000-01
随着信息技术发展的日新月异，企业在信息管理方面也日渐成熟。而当企业从作坊式管理逐步向流程式管理转变的同时，也对生产现场管理提出了更高的要求，可视管理便应运而生。
其实，可视管理并不是深奥难懂的，甚至可以说随处可见。组装作业法就是可视管理。组装作业法的前身是装配工艺卡片，里面罗列了装配过程及使用的工具、涉及的零件及装配注意事项等等，详细的，会有一张装配图(二维)。这种卡片对操作者来说，勉强可以使用，但对管理者来说，很难做到一目了然，管理者需要一个形象、直观的东西。这样组装作业法喷涂板就产生了，它不但具有装配工艺卡的内容，而且绘有三维视图，较二维视图更直观，以下图为例，我们可以看见，空重车限压阀盖的装配全过程，从爆炸图可以清楚的看见各个零件的形状，这样我们的操作者和管理者可以通过图案轻松的分辨零件并准确的进行装配。把组装作业法喷涂板悬挂于生产现场就是可视管理。
这些工作标准，不仅是用来提醒操作者工作的正确做法，而且更重要的是，使管理人员得以判定工作是否依据标准在进行。
可视管理的目的有两点：
第一，看出问题。生产现场的问题要通过可视管理快速的看出来，如果不能找出问题所在的话，就无法管理好整个流程了。所以，可视管理的第一个目的，就是要使问题表面化。在以往的工作中，员工发现问题，逐层汇报，最后才被报告到最高管理者面前，在往上逐级呈报过程中，所发现的问题就会愈来愈抽象并且可能已经离事实很远。然而，在生产现场有可视管理的话，管理者只要一走入现场，一眼即可看出问题的所在，而且可以在当时、当场进行批示，使得现场的员工能够快速的解决问题。
第二，接触事实。生产现场里有可能出现两种情况：操作者在按照各种标准进行工作，生产在顺利的进行，或是操作者超出了标准要求的范围，那就表示已经出了问题。这时可视管理就是一种很方便可行的办法，用来判断事件是否超出标准，以及发生问题时，能快速发出警告。如果可视管理存在的第一个目的，是要使问题能看得出来，那么第二个目的，就是要使操作者及检查管理者能当场直接地接触到现场的事实。当可视管理真正发挥作用时，现场每个人都能做好本职工作并且及时的导正错误发生。
对于生产现场管理，我们大多数人都是听说过5M管理，那么什么是5M呢，其实5M就是指人员、机器、材料、方法及管理五个现场管理方面，其英文首字母都是M，组合简称为5M管理。每天都会发生各种与5M有关的不同问题，这些都可以用可视化呈现出来，使之更形象、直观。
人员方面(操作者)：一直以来，我们要知道操作者的技能，知道操作者的工作方法是否正确，都是通过询问的方式，费时又不能正确的判断。这时就需要我们在现场里制作出明确的标识，比如标识板上张贴员工照片，并对其所属工种，有何特殊技能进行公布。对于工作方法的正确与否，我们可以把工艺文件及作业指导书等用看板展示出来。更直观的方法还可以采用照片的形式，把每一个操作要领的正确操作过程拍摄下来，张贴在工作者的正前方。这样就相当于有人在手把手的教授工作方法，管理者也可以一目了然。
机器方面：在生产现场我们看到最多的就是生产设备，这些机器是在工作还是停下来，我们都必须明显的标示出来。运转中的机器设备要有明显的设备完好标识，如果停下来，我们必须知道为什么，也要有指示牌。
材料方面：生产现场要有专门的材料储存位置，并且标明产品零件的名称、图号、库存数量等，这样材料数量过多或者不足就可一下看得出来。
方法方面：在生产现场中，将操作指导书张贴在每一个工作位上，这些指导文件上要注明工序、工时、安全注意事项、质量控制点，以及发生问题时要如何处置等。
管理方面：我们可以在现场醒目位置里挂出生产任务图表，或者质量改进目标等等，也可以把合格品和不合格品陈列出来，警醒生产现场人员。
上述几方面在生产现场上用可视化表现出来，会使操作者对目标有了认识，而且了解到管理部门期望他们达成目标。无论何时，一旦操作超出了可视规范的要求，他们就知道发生问题了，然后纠正错误，以避免往后再次发生这样的错误，这就是可视管理的作用。
装配工艺范文5
关键词：三维装配工艺设计；装配仿真；DELMIA；俯仰装置
中图分类号：TP391．7文献标志码：B
作者简介：胡国高（1977－），男，高级工程师，主要从事航空电子产品系统工艺总体设计等方面的研究
目前，电子装备行业内工艺设计的主要手段是采用填卡片式的二维CAPP，装配工艺设计主要依靠图样和二维装配工艺规程卡片来表达。电气结构设计阶段所形成的产品数字三维模型得不到充分利用，已有的数字化设计信息需要工艺人员分析和重新输入，与数字化三维CAD系统没有建立有效传递途径，不能与设计协同工作，工艺设计工作繁琐，效率低下，表达不直观，线缆敷设根据实物在现场进行手工实施，线缆设计没有三维模型化，布线路径不具体，机械装配和电气互联交错装配工艺过程不能准确清晰表达，不能进行装配工艺定量虚拟仿真和流程优化，装配工艺靠工艺人员的知识水平和装配经验来完成复杂的装配工艺设计，装配工艺可行性、装配顺序工艺合理性、装配工具及路径最优化、装配操作空间可达性等问题无法在装配设计阶段得到有效验证，导致工艺更改较为频繁，输出的工艺规程可读性差，指导性不够，装配工艺规划编制周期长。在电子设备的样机研制过程中，对其装配性能的分析和评价都是根据零部件实物来完成的，即在零件加工完成后，在产品实际的装配过程中对其装配工艺可行性、合理性进行分析和验证，根据装配结果对其装配工艺性进行修改迭代，使其满足设计要求，是一种典型的“试装配调试修正设计再试装配”传统电子设备研制生产流程，大大增加了装备研制周期和费用。先进的产品设计生产制造流程迫切需要以产品三维模型和设计物料清单（EBOM）为基础，改变现有的工艺集成制造体系，建立数字化工艺模型，形成以数字化模型为核心的数字化三维工艺设计体系，实现三维装配工艺设计仿真与产品设计并行，真正实现数字化设计制造一体化。
1三维装配工艺设计仿真规划
装配工艺过程仿真为产品装配提供一个三维的虚拟制造环境来验证和评价工艺规划的装配顺序、路径及操作程序的合理可达性。基于模型定义的数字化三维装配工艺设计过程需从产品数据管理平台（PDM）中获取某雷达产品设计数据，通过自行集成开发的数据转换程序将产品设计数据转换成DEL－MIA软件可以编辑识别的三维工艺设计数据，形成适用于工艺设计过程的产品结构树；将已定义的相关资源（如车间、工作台、工装、工具和人等）加入到DELMIA软件系统的装配工艺规划模块（DPE）环境中，形成工艺资源结构树，并在DPE中创建详细产品工艺结构树，进行三维装配单元组件划分、装配顺序和装配路径规划等工艺过程设计；根据规划好的装配组件、装配顺序及路径在DELMIA软件的工艺仿真与验证模块（DPM）中进行装配干涉检查、装配顺序仿真、装配工装工具仿真和人机功效仿真，根据仿真结果评判其合理可行性，优化迭代三维装配工艺，并将根据最终仿真结果固化的工艺输出可视化操作文档；将文档检入工艺管理系统（CAPP）中，同时从产品数据管理平台（PDM）导入设计物料清单（EBOM），在CAPP系统中进行计划物料清单（PBOM）配置，并进行编辑形成二维和三维可视化集成的工艺文件；然后将可视化集成工艺文件检入PDM系统进行归档，将的工艺文件传输到车间MES生产制造管理系统中，进行排产和作业分配，并将可视化文档在车间终端上进行显示，指导技术工人装配，实现无纸化装配生产。基于DEL－MIA软件的三维装配工艺设计与仿真总体规划。
2三维装配工艺设计与仿真的关键技术
2．1三维装配工艺仿真数据转换接口
首先，从产品设计数据管理系统PDM中下载三维UG模型文件（＊．prt）转换成DELMIA软件系统可以读取的STEP格式文件模型；然后，在DELMIA系统中导入STEP格式的模型文件，建立装配结构树［3－4］。在DELMIA软件装配环境中，利用VB软件自行集成开发的宏程序，调用产品设计数据管理系统（PDM）中输出的物料清单文件，将零件编号、名称和材料属性等相关信息自动添加到STEP格式的中性几何模型中，更新零件属性、为数字化装配工艺设计进行数据预处理。
2．2快速三维装配工艺规划设计
在DELMIA软件装配环境中，通过人机交互的方式进行装配工艺设计，规划装配单元组件的装配顺序，定义装配工序及工步。其中，工步主要有直线运动、平面运动、径向运动、螺旋运动、牵引运动及典型运动［5］。而复杂电子设备的装配过程涉及电子元器件组装、线缆装配、机械装配和系统联试等，同时军用电子产品研制特点是多品种小批量生产，研制周期短，而且大多数产品处于研制状态，变化频繁，其装配过程就成为一个经验性很强的工艺活动，装配路径和装配顺序规划、装配操作过程指令生成等需要反复迭代。军用电子设备的联接螺钉数量较多，需根据工艺人员的装配经验和装配生产环境，分析制定合理的工艺组件，分层次划分装配单元，并将装配工艺流程信息添加到工艺组件的名称中，通过工艺组件及其工艺（工步）流程信息，不断优化装配顺序路线，提高装配顺序的并行度以提高装配生产资源利用率，使装配过程中差异不大的装配作业集中完成，减少工艺组件的装夹和装配工具的更换次数，缩短装配所用时间，降低装配成本。
2．3某电子设备雷达俯仰装置装配的工艺过程仿真
2．3．1俯仰装置装配特点
俯仰装置是该电子设备雷达转台中最重要的结构件之一，是整个雷达最重要的俯仰转动与承力结构，装配精度高且过程复杂。主要结构件包括俯仰支架、轴承端盖、挡板、齿轮、轴承、电动机、轴套和平键，在挡板与支架之间还有定位销（见图2）。
2．3．2装配干涉的仿真
在DELMIA虚拟装配环境中，依据在工艺规划模块（DPE）中设计好的装配工艺流程和工艺组件装配顺序，通过对每个工艺组件的移动、定位和装配过程等进行组件与组件、组件与工装之间的干涉检查，一旦系统发现有干涉情况，自动停止模拟仿真过程并报警，同时给出干涉位置和干涉量，这样可以有效帮助查找和分析干涉原因（见图3）。该项是检查工艺装配单元组件沿着设计好的模拟装配路径在移动过程中是否与周边环境或产品有碰撞，整个检查过程在三维环境中进行直观地显示，为装配工艺过程优化提供可靠有效的数据。
2．3．3装配顺序的仿真
在DELMIA软件的三维装配环境中，利用已定义的装配工艺流程设计信息、产品设计信息和工艺资源信息，依据在工艺规划模块（DPE）中规划的装配工艺过程及定义好的工艺组件装配路径，对产品装配过程和拆卸过程进行三维装配工艺动态仿真，验证每个工艺组件按照设计好的工艺顺序是否能够无阻碍装配。如果发现工艺设计过程中存在装配顺序的错误，则可以重新定义工艺装配单元组件装配顺序、装配工序和装配工步，反复迭代装配顺序，避免出现在实际装配时才发现工艺组件装不上去的情况（见图4）。装配顺序虽然是按先工装后工艺组件，自下而上，由里向外的原则进行设计的，但仍不能保证规划的装配顺序合理可行，因为电子设备的各个装配结构单元之间需要用各种各样的线缆进行电气连接，导致规划的工艺组件装配顺序在接线时发现无法操作，同时实际装配生产现场制造资源布局、装配技能及操作习惯也会影响产品工艺组件的装配顺序、装配作业指令；所以装配知识与经验在装配工艺过程中占据举足轻重的地位，尤其在电气互联复杂的电子设备研制过程中，这种产品装配特性体现得更明显。
2．3．4人机工程的仿真
电子设备的装配过程，会涉及很多种类的工具、工装和操作工人的各种运动及动作，设备工艺组件装配移动的过程是一个人机互动的过程。在DEL－MIA软件三维虚拟装配环境中，通过控制虚拟人体模型，模拟现场装配人员在装配时的站位及各种实际操作动作，并进行计算和仿真分析，实现装配工艺方案的预装配及人机工效评估，这样就可以及时发现产品在装配过程中可能遇到的问题［6］。在DEL－MIA软件中可以根据虚拟装配环境进行人机功效仿真，分析各个工艺组件的装配顺序，可以对人体各种极限姿势进行模拟，检查装配路径对人体操作可达性的影响，工艺组件的装配是否在极限姿势的操作范围之内；同时也可以检查装配的操作空间是否能满足人体作业需求，装配操作是否舒适，相关设备布局是否合理（见图5）。在产品及工艺资源模拟结构环境中，将人体的标准三维模型放入虚拟装配环境中，根据可视、可达、可操作、舒适以及安全等5个要求，按照工艺设计流程对工人的每一个操作特性动作进行仿真。
2．3．5装配过程的记录及生成相关文档
利用上述装配过程的三维数字化装配工艺仿真功能，将整个装配过程记录下来，形成可以播放的可视化文档及动画视频文件，指导现场操作人员进行该雷达俯仰装置装配，实现可视化装配，验证雷达俯仰装置装配工艺设计的合理性和仿真符合度，整个装配仿真过程经装配验证无误后，可以根据产品装配生产需要，定制生成相关文档（见图6）。同时，也可以制作维护保养电子手册和对雷达维护人员进行上岗培训，帮助操作人员直观地了解设备操作全过程。
3工程验证
以某雷达部件装配为对象，利用数据转换器将产品设计数据转换成DELMIA软件可以识别的工艺模型数据，该数据导入DELMIA软件中构建装配工艺结构树，将装配过程中的工装模型、夹具模型等相关资源加入模拟仿真环境；同时，进行装配工艺顺序规划和装配路径规划，分配工艺装配单元组件，针对规划好的装配顺序和路径进行装配干涉动态检查、装配顺序仿真和人机工程仿真，并根据规划好的装配工艺指令，对装配工艺规划进行可视化的展示，交互式实现对每步装配操作的可视化分析，对装配协调过程中的可达性、可操作性和安全性等进行全面的分析，同时检查装配工艺方案是否可行。最终根据仿真的结果生成电子的三维装配工艺文件，指导装配生产，显著提高了工艺指导性以及现场执行效率。利用实物装配来验证依据仿真结果输出的工艺文件的正确性，结果其仿真符合率＞98％，证实基于DELMIA软件的三维装配工艺设计与仿真方法的可靠性和准确性。仿真过程分析了装配过程中操作工具的可达性，操作空间的可行性，以及人机操作过程的工效，验证了毫米波雷达部件和其配套工装的可行性。
4结语
以某雷达俯仰装置为例，开展了基于DELMIA软件系统的三维装配工艺设计和仿真技术研究，实现了三维装配工艺的规划、装配过程的三维模拟仿真以及整个装配过程的可视化输出，实现了装配信息从设计到工艺的有效传递与共享，提高了装配工艺设计效率和指导性，减少了装配现场的问题，提高了装配质量和效率，三维装配工艺设计和仿真是提高复杂电子产品数字化水平的必要途径。本文未对基于三维模型的电子设备线缆敷设作业分析技术进行相关讨论，但其今后将是电子设备三维装配工艺设计的一个重点研究方向。目前的线缆敷设作业分析不是基于电子设备数字化样机来完成的，而是根据工艺人员的知识和经验来确定线缆敷设操作指令，容易导致线缆敷设设计的随意性；布线是否合理很大程度上取决于从事线缆敷设设计人员的技术水平和经验。线缆敷设工序的合理选择、分配与优化，能够提升电子设备的一次性装配成功率，实现电子设备线缆敷设的快速分析、分配与优化，这对于提高零件线缆敷设的可实现性和操作性至关重要。
参考文献
［1］邹晓明，许建新，耿俊浩．基于三维模型的装配工艺规划技术研究［J］．工艺与装备，2008（7）：97－100．
［2］冯廷廷，金霞，王珉．基于MBD的飞机装配工艺模型设计［J］．航空制造技术，2010（24）：95－98．
［3］景武，赵所，刘春晓．基于DELMIA的飞机三维装配工艺设计与仿真［J］．航空制造技术，2012（12）：80－82．
［4］孙中雷，陶华．飞机装配工艺仿真与可视化技术研究［J］．现代制造工程，2006（2）：55－58．
装配工艺范文6
洛阳职业技术学院 赵俊霞
针对大型装备制造企业广泛应用三维设计模型的现状，基于数据管理平台Teamcenter 开展三维装配工艺应用模式研究；通过开展基于三维模型的装配工艺设计、装配工艺仿真，构建多样的装配工艺应用模式；达到验证和改进产品的装配工艺，提高装配效率和质量，满足三维环境下开展装配工艺设计的目的。
一、引言
三维设计软件NX 和数据管理平台Teamcenter 在以航空、船舶为代表的国内大型装备制造企业中得到了广泛的应用，实现了产品数字化设计及管理。但是当产品从设计阶段延伸到工艺阶段时却出现了三维数据传递的“断层”，在工艺系统中基于三维产品模型应用等方面还很薄弱。现有的工艺模式仍然采用二维图纸和传统工艺文件的方式进行，无法满足三维环境下工艺工作的要求。目前，工艺工作中面临的问题如下。
（1）工艺设计没有直观的产品和资源表现形式，工艺设计人员依据二维图纸去理解产品的装配关系及工装的使用方式，并构想产品的装配顺序，整个过程耗费时间，且容易出现歧义。
（2）工艺数据表达手段单一，目前工艺输出结果以二维工艺卡片为主，不能充分应用上游的三维设计数据，很难对复杂结构和过程进行清晰、直观地表达，不利于操作者快速理解产品的装配过程。
（3）工艺人员在工艺编制过程中根据生产要求提出的工装需求，只能在实际生产中验证工装的可行性和合理性，如果在虚拟环境中验证工装的可行性和合理性，能够有效避免工装返工和修改，提高工装设计效率和质量。
针对以上问题，开展数字化装配工艺应用模式研究，构建基于三维模型的装配工艺设计系统，实现三维设计、工艺数据的完整搭接，为最终实现数字化装配工艺奠定基础。
二、技术路线
基于三维模型的装配工艺设计系统的总体技术路线如图1 所示。实现途径如下。
（1）从Teamcenter 系统中获取设计BOM 及产品三维模型，进行装配结构的可视化调整，形成工艺BOM，根据工艺BOM 进行工艺分工，确定各个部件所属的装配部门，最后输出PBOM 和分单位目录。
（2）工艺编制人员接收任务后制定工艺流程顺序，确定产品在装配过程中所需的装配工序，形成装配工艺流程；进行装配工艺的详细设计，指定各个装配工序所需要的零组件、制造资源( 工装、夹具) 等信息。
（3）工艺人员根据装配工艺要求，进行装配路径规划，对装配工艺设计进行仿真验证，确保装配工艺设计的可行性和合理性，并输出相应的仿真图片、仿真动画信息。
（4）将装配工艺设计、装配工艺仿真产生的结果通过工艺卡片、包含三维模型信息的PDF 文件以及AVI 格式的视频动画等方式输出，以指导现场生产。
（5） 三维装配工艺设计系统产生的结果信息存储在Teamcenter 系统， 生产现场通过制造执行系统与Teamcenter系统的接口获取相应的工艺数据用于指导生产。
三、基于三维模型的装配工艺规划
1. 装配工艺性审查
在产品设计阶段，工艺人员应用三维装配工艺设计系统进行工艺审查，检查产品的可装配性。当主管提出合理化建议时，通过批阅的形式反馈到设计人员，达到工艺提前介入的目的，提高产品的工程化水平。
2. 构建PBOM
通过集成接口读取Teamcenter 系统中的EBOM 及相应的产品轻量化模型。根据产品的结构特点和装配关系，在可视化环境中方便地调整装配零组件组成结构、设置工艺组件、完善零组件的工艺信息，最终形成完整的PBOM。
3. 工艺分工
通过三维工艺设计系统，直接在三维环境中从产品树上选取零组件分配到相应生产部门。系统能够自动识别零组件的分配状态，未分配的零组件和分配后的零组件分别以不同的方式显示，避免零组件漏分而引起工艺错误。
四、基于三维模型的装配工艺设计
1. 任务分工
生产分厂接到生产任务后，主管工艺人员根据实际情况进行装配单元的分解，并且能对组件的组成进行调整，将本部门承担的任务进一步分解为更小的装配单元，并指定具体的负责人编制装配工艺。系统能够方便、快捷地输出任务分工表。任务分工完成后进行零组件遗漏检查，确保任务分工的完整性和正确性。
2. 制定工艺路线
工艺编制人员接收任务后在三维环境下制定工艺流程，确定产品的装配工序，形成装配工艺路线卡，并可指定装配工位等。
3. 详细工序设计
工艺编制人员在三维环境下指定本工序零部件、工装和设备，并填写工艺内容。工序设计完成后，零部件、工装和设备信息自动汇总，填入相关的汇总表中，并进行零组件遗漏检查，确保产品装配的正确性和完整性。
装配工艺设计完成后形成装配过程信息树，如图2 所示，包含具有顺序关系的各个装配工序以及对应的装配件和装配资源。
五、基于三维模型的装配工艺仿真
完成装配工艺设计后，所有的装配所需要的资源信息已经具备，进行装配过程的仿真工作。在虚拟环境中验证零组件的装配过程，确定合理的装配顺序，避免发生因装配顺序不正确而出现的无装配通路的情况，并且能够优化装配流程，得到最适合的装配顺序。装配过程仿真的主要内容如下。
1. 装配路径设计
根据工艺路线的要求，在三维虚拟装配环境中通过手动交互式的操作待装配的零组件，规划每道工序中装配件的装配顺序来得到的零组件的装配路径，如图3 所示。在保证零组件装配的合理性的前提下，制定正确的装配路径。
2. 装配路径仿真
装配路径仿真主要包含以下内容。（1）根据生产的实际要求对装配过程进行模拟，以保证装配路径的可行性，最终通过验证零部件的装配顺序、装配路和装配操作姿态等数据的合理性，装配所需要的工装、工具等的可达性，以及装配操作空间的敞开性。
（2）装配路径动态分析，工艺人员根据装配路径动态的分析情况，动态的调整零组件的装配顺序、装配的优先级，重要特性的保障措施等，从而优化产品的装配过程，达到验证产品的装配工艺性，完善工艺设计的目的。
3. 装配干涉检查
在装配移动过程中实时进行干涉检查，检查装配件、工装在装配过程中是否和其它装配件或装配资源发生干涉。模拟零组件在装配过程中实际可能发生的问题，帮助用户分析装配过程并检测可能产生的错误。当遇到干涉和失调时能够及时停止仿真，并且能够在装配过程中标注和修改出现的问题。
通过装配过程仿真，定位影响装配整体效能的关键装配环节，并对不同的改进方案进行实时分析、比较以及优化，建立局部和整体相结合的持续性优化机制，形成相对最优的工艺方案。
六、装配工艺的输出及管理
1. 装配工艺输出
工艺人员在系统中完成了全部的工艺工作，并通过仿真验证装配工艺过程的准确性，最终得到优化后的工艺设计的结果。这些结果能够通过工艺卡片、在线交互工艺、包含三维模型信息的PDF（3D PDF）文件以及AVI 格式的视频动画等方式输出，如图4 所示。最终以视频或电子文档形式到生产现场，从而指导现场工人准确、快速的进行装夹、装配、拆卸和维护等。
2. 装配工艺的管理
最终形成的装配工艺等资源信息存储在Teamcenter系统中，由Teamcenter 系统完成三维装配工艺变更过程的控制，包括工艺版本的控制、审批流程的驱动、工艺更改以及工艺升版的控制等。
七、实现意义
通过开展基于三维模型的装配工艺研究，实现意义如下。
（1）构建基于三维设计模型的装配工艺设计体系以适应MBD 环境下开展工艺工作，改变以二维图纸为主的传统工艺设计；以产品三维设计模型为基础，通过构造数字化的工艺设计与仿真环境，形成快速的装配工艺设计、装配工艺仿真及验证能力。
（2）建立三维工艺文件表达及管理模式，满足工艺文件审批、有效性管理以及现场应用等方面的需求，基于三维设计模型构建面向生产现场的工艺，丰富工艺展现形式，提高工艺指导生产的能力。
（3）一方面对产品的设计结果进行验证，实现面向装配的设计；另一方面实现基于虚拟现实的装配工艺设计，通过建立三维可视化的虚拟环境，检验产品装配工艺性，从而指导实际装配生产。
（4）将装配工艺设计与产品结构设计紧密结合，装配工艺设计能够在产品设计过程中同步开展，在产品实物到达装配现场前直观的开展工艺设计工作，充分体现并行工程的设计思想。
