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结合国家自然科学基金、“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项以及航空企业的实际需求,针对当前飞机结构件协同设计中工艺人员在非几何信息上对设计人员的反馈效率低和传统制造过程中由于设计数据源不唯一、信息不完整导致的数控编程和检测自动化程度不高、效率低和质量不稳定等问题,对基于MBD的飞机结构件协同设计制造技术进行了深入的研究,论文主要创新如下:
1)研究了基于MBD的飞机结构件数字化定义规范。基于MBD,将所有的设计、加工以及检测信息统一定义到三维模型中,并通过结构特征树对其进行管理,有效解决了传统以三维模型为主、二维工程图纸为辅的设计制造体系导致的产品设计和制造数据源不唯一、信息冗余、易产生不协调错误等问题。
2)提出了基于MBD和多Agent的飞机结构件协同设计框架。将MBD与多Agent技术相结合,基于本体对MBD模型的非几何信息进行语义表达和信息共享,并基于多Agent技术实现CAX软件间的协同通信和互操作,实现了飞机结构件非几何信息的同步协同设计,提高了飞机结构件的设计质量,缩短了研制周期。
3)提出了基于MBD和特征的飞机结构件数控加工技术。将MBD和特征技术相结合,以飞机结构件MBD模型为唯一依据,自动识别模型中的特征几何信息和非几何信息,并根据特征信息进行数控编程和自动检测,提高了数控编程以及检测的质量和自动化程度。
4)根据以上研究,基于CATIA V5开发了基于MBD的飞机结构件协同设计制造系统。该系统已在某大型航空企业中得到良好的应用。