一種航天產(chǎn)品總裝的人機(jī)仿真驗(yàn)證方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種航天產(chǎn)品總裝的人機(jī)仿真驗(yàn)證方法，計(jì)算機(jī)將產(chǎn)品三維模型進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換后導(dǎo)入至虛擬環(huán)境中，在虛擬環(huán)境下，利用計(jì)算機(jī)對(duì)該產(chǎn)品的模型進(jìn)行三維工藝設(shè)計(jì)，所有的裝配過程都可以簡(jiǎn)化成儀器設(shè)備的直線運(yùn)動(dòng)，只有當(dāng)出現(xiàn)無法確定的裝配環(huán)節(jié)時(shí)，計(jì)算機(jī)則加入合適的人體模型及工具、工裝進(jìn)行人機(jī)仿真驗(yàn)證，對(duì)裝配干涉、裝配順序、人體可視性、人體可達(dá)性、人體舒適度、操作空間大小、間隙檢查等方面進(jìn)行驗(yàn)證，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行判斷是否合理，如出現(xiàn)問題則另選方案繼續(xù)進(jìn)行直至徹底解決問題，通過反復(fù)進(jìn)行仿真驗(yàn)證最終達(dá)到確定裝配方案的目的。
【專利說明】一種航天產(chǎn)品總裝的人機(jī)仿真驗(yàn)證方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于航天產(chǎn)品總裝工藝信息化【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及到一種航天產(chǎn)品總裝的人機(jī)仿真驗(yàn)證方法。

【背景技術(shù)】
[0002]總裝作為航天產(chǎn)品在研制及批產(chǎn)過程中的最后一道也是最重要的一道關(guān)，在軍工企業(yè)內(nèi)占據(jù)著極其重要的地位，總裝的質(zhì)量好壞將決定最后產(chǎn)品的性能?，F(xiàn)階段國(guó)內(nèi)大部分的軍工企業(yè)仍是采用紙質(zhì)的技術(shù)文件及圖紙，僅僅憑借的經(jīng)驗(yàn)對(duì)產(chǎn)品的總裝過程進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，這種方式往往會(huì)出現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)上的盲區(qū)，不能有效地對(duì)整個(gè)過程進(jìn)行控制，會(huì)接二連三的出現(xiàn)質(zhì)量問題，大大增加了操作工人的工作量與工作時(shí)間，對(duì)產(chǎn)品的總裝效率帶來了一定的影響，制約到了軍工企業(yè)的發(fā)展，是目前國(guó)內(nèi)大部分軍工企業(yè)需要解決的瓶頸。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了提高航天產(chǎn)品裝配工藝質(zhì)量、優(yōu)化工藝方案，降低由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)/工裝設(shè)計(jì)/工藝安排不合理帶來的產(chǎn)品、周期和成本損失，同時(shí)探索出適合實(shí)際需求的車間現(xiàn)場(chǎng)可視化裝配新模式，在新型號(hào)產(chǎn)品的研制過程中，利用全新的仿真方法，在虛擬環(huán)境下，完成航天產(chǎn)品設(shè)備艙內(nèi)局部裝配過程合理性的人機(jī)仿真驗(yàn)證，提供了一種航天產(chǎn)品總裝的人機(jī)仿真驗(yàn)證方法。
[0004]本發(fā)明解決的技術(shù)問題:在國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的情況下，工藝設(shè)計(jì)人員在對(duì)航天產(chǎn)品進(jìn)行總裝工藝設(shè)計(jì)時(shí)缺少有效的輔助工具，無法很好的避免在總裝過程中出現(xiàn)的零件干涉、裝配順序錯(cuò)誤、操作空間過小、錯(cuò)裝、漏裝等現(xiàn)象，利用該技術(shù)可以有效地對(duì)傳統(tǒng)的總裝工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，優(yōu)化了工藝設(shè)計(jì)方案，不僅減少了操作工人的工作量與工作時(shí)間，也顯著提聞了廣品總裝的效率。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:計(jì)算機(jī)將設(shè)計(jì)部門下發(fā)的產(chǎn)品三維模型進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換后導(dǎo)入至虛擬環(huán)境中，在虛擬環(huán)境下，工藝人員利用計(jì)算機(jī)對(duì)該產(chǎn)品的模型進(jìn)行三維工藝設(shè)計(jì)，所有的裝配過程都可以簡(jiǎn)化成儀器設(shè)備的直線運(yùn)動(dòng)，只有當(dāng)出現(xiàn)無法確定的裝配環(huán)節(jié)時(shí)，計(jì)算機(jī)則加入合適的人體模型及工具、工裝進(jìn)行人機(jī)仿真驗(yàn)證，對(duì)裝配干涉、裝配順序、人體可視性、人體可達(dá)性、人體舒適度、操作空間大小、間隙檢查等方面進(jìn)行驗(yàn)證，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行判斷是否合理，如出現(xiàn)問題則另選方案繼續(xù)進(jìn)行直至徹底解決問題，通過反復(fù)進(jìn)行仿真驗(yàn)證最終到達(dá)確定裝配方案的目的。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn):
I)與傳統(tǒng)的二維紙質(zhì)文件相比，先進(jìn)的三維工藝設(shè)計(jì)可以使工藝設(shè)計(jì)人員在在虛擬環(huán)境中360°全方位對(duì)模型內(nèi)外及周圍環(huán)境進(jìn)行查看，通過定義儀器設(shè)備直線運(yùn)動(dòng)的路徑來簡(jiǎn)單有效地反映裝配過程，這是傳統(tǒng)二維所無法達(dá)到的效果。
[0007]2)與傳統(tǒng)的二維紙質(zhì)文件相比，先進(jìn)的仿真技術(shù)可以對(duì)在工藝設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的不確定的裝配環(huán)節(jié)提前進(jìn)行驗(yàn)證，以確定其裝配的合理性，避免了在實(shí)際操作中因出錯(cuò)而造成的返工現(xiàn)象，提高了裝配質(zhì)量與裝配效率。
[0008]具體有點(diǎn)如下:
(I)實(shí)現(xiàn)了無紙化的三維裝配工藝設(shè)計(jì)，在【技術(shù)領(lǐng)域】上邁出了新的一步。
[0009](2)新的三維裝配工藝設(shè)計(jì)更具直觀性，加快了工藝設(shè)計(jì)人員對(duì)產(chǎn)品的熟悉與了解。
[0010](3)對(duì)不確定的裝配環(huán)節(jié)進(jìn)行人機(jī)仿真可提前驗(yàn)證其裝配的合理性。
[0011](4)反復(fù)進(jìn)行人機(jī)仿真驗(yàn)證可以優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)方案，提高裝配效率與裝配質(zhì)量。
[0012](5)減少工人的工作時(shí)間與工作量，減少返工率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]附圖為航天產(chǎn)品總裝三維工藝設(shè)計(jì)過程中的人機(jī)仿真方法流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]本發(fā)明一種航天產(chǎn)品總裝的人機(jī)仿真驗(yàn)證方法，步驟如下:
第一步，采用達(dá)索公司的DELMIA軟件按照航天產(chǎn)品總裝工房里的真實(shí)場(chǎng)景構(gòu)建虛擬環(huán)境，將產(chǎn)品的三維模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入到該虛擬環(huán)境中。
[0015]第二步，采用DELMIA軟件，在三維工藝設(shè)計(jì)過程中按照判斷原則對(duì)部分工序制定人機(jī)仿真方案并進(jìn)行人機(jī)仿真。
[0016]第三步，判斷人機(jī)仿真結(jié)果是否滿足裝配原則及其合理性，是則繼續(xù)，否則返回，執(zhí)行上一步操作。
[0017]第四步，在人機(jī)仿真過程中，采用仿真軟件定義虛擬環(huán)境中儀器設(shè)備與工裝、工具的移動(dòng)路徑，配合人體模型的調(diào)整共同來完成對(duì)當(dāng)前工序中裝配內(nèi)容的仿真。
[0018]第五步，根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際狀態(tài)及工藝設(shè)計(jì)人員的具體需求，可以對(duì)裝配干涉、裝配順序、人體可視性、人體可達(dá)性、人體舒適度、操作空間大小、間隙檢查等多方面進(jìn)行驗(yàn)證，從而分析當(dāng)前工序中裝配方案的合理性。
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0020]航天產(chǎn)品總裝三維工藝設(shè)計(jì)過程中的人機(jī)仿真方法的實(shí)現(xiàn)流程如圖1所示。進(jìn)行航天產(chǎn)品三維工藝設(shè)計(jì)與人機(jī)仿真技術(shù)運(yùn)用的具體方法如下:
I)把設(shè)計(jì)部門下發(fā)的航天產(chǎn)品三維模型數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，同時(shí)采用仿真軟件根據(jù)總裝工房真實(shí)場(chǎng)景構(gòu)建出虛擬環(huán)境，并將轉(zhuǎn)換后的三維模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入至虛擬環(huán)境中，建立工裝、工具、人體模型等數(shù)據(jù)庫(kù)，為之后的人機(jī)仿真做準(zhǔn)備。
[0021]2)在構(gòu)建的虛擬環(huán)境中，根據(jù)技術(shù)文件及裝配原則采用仿真軟件模擬儀器設(shè)備的實(shí)際安裝過程，進(jìn)行三維工藝設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)單的裝配過程可以通過計(jì)算機(jī)定義儀器設(shè)備的移動(dòng)路徑，使其到達(dá)正確的安裝位置，如某道工序需要進(jìn)行人機(jī)仿真時(shí)，則需要加入工裝、工具及人體模型進(jìn)行驗(yàn)證。
[0022]3)采用仿真軟件中的間隙檢查、干涉碰撞、真實(shí)視野等先進(jìn)算法對(duì)當(dāng)前工序進(jìn)行人機(jī)仿真，判斷是否進(jìn)行人機(jī)仿真的原則是從未接觸過的操作、關(guān)鍵件與及重要件的操作等，均需要進(jìn)行人機(jī)仿真來驗(yàn)證其裝配的合理性。
[0023]4)在人機(jī)仿真開始前，在仿真軟件構(gòu)建的虛擬環(huán)境中檢查模型，儀器設(shè)備，工具工裝，人體數(shù)據(jù)等狀態(tài)是否與實(shí)際狀態(tài)一致，確認(rèn)已安裝的儀器設(shè)備的位置無誤，待安裝的儀器設(shè)備與相應(yīng)的工裝、工具準(zhǔn)備完善，從仿真軟件人體數(shù)據(jù)庫(kù)中載入的人體模型姿勢(shì)正確，處于待裝狀態(tài)，最后調(diào)整到一個(gè)合適的觀察視角。
[0024]5)若人機(jī)仿真的結(jié)果與裝配原則相矛盾，則可以根據(jù)出現(xiàn)的問題及不滿意的地方重新制定或是優(yōu)化仿真方案，讓計(jì)算機(jī)先將虛擬環(huán)境恢復(fù)至仿真開始前的狀態(tài)，然后重新進(jìn)行人機(jī)仿真，再根據(jù)仿真過程及結(jié)果進(jìn)行判斷，如此反復(fù)直至滿意為止。
【權(quán)利要求】
1.一種航天產(chǎn)品總裝的人機(jī)仿真驗(yàn)證方法，其特征在于步驟如下: 第一步，采用達(dá)索公司的DELMIA軟件按照航天產(chǎn)品總裝工房里的真實(shí)場(chǎng)景構(gòu)建虛擬環(huán)境，將產(chǎn)品的三維模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入到該虛擬環(huán)境中； 第二步，采用DELMIA軟件，在三維工藝設(shè)計(jì)過程中按照判斷原則對(duì)部分工序制定人機(jī)仿真方案并進(jìn)行人機(jī)仿真； 第三步，判斷人機(jī)仿真結(jié)果是否滿足裝配原則及其合理性，是則繼續(xù)，否則返回，執(zhí)行上一步操作； 第四步，在人機(jī)仿真過程中，采用仿真軟件定義虛擬環(huán)境中儀器設(shè)備與工裝、工具的移動(dòng)路徑，配合人體模型的調(diào)整共同來完成對(duì)當(dāng)前工序中裝配內(nèi)容的仿真； 第五步，根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際狀態(tài)及工藝設(shè)計(jì)人員的具體需求，可以對(duì)裝配干涉、裝配順序、人體可視性、人體可達(dá)性、人體舒適度、操作空間大小、間隙檢查等多方面進(jìn)行驗(yàn)證，從而分析當(dāng)前工序中裝配方案的合理性。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK104252553SQ201310267035
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2013年6月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月29日
【發(fā)明者】陳偉, 劉玉廣, 劉騰 申請(qǐng)人:南京晨光集團(tuán)有限責(zé)任公司