装配技术ASSEMBLYTECHNOLOGY
飞机装配型架骨架的关联设计原理及算法
PrincipleandAlgorithmofAssociatedFrameDesignforAircraftAssemblyFixtures
北京航空航天大学机械工程及自动化学院周婷曹巍郑国磊邱益
[摘要]为了解决飞机装配工装设计过程交互繁难以保证。为了减少工装结构人工修改工作量，提高工
琐、效率低等问题，提出了一种基于装配件三维包围盒装设计的质量和效率，研究基于产品三维模型的工装结
的型架骨架关联设计原理和算法。首先根据型架骨架构关联设计技术将具有重要意义。
的结构特点及其与装配件尺寸的关联性对骨架结构进骨架作为装配型架的基体结构，起着固定和支撑型
行了分类；其次研究了骨架关联结构的设计原理并给架中的工作元件并保持其位置准确度及稳定性的作用。
出了相应的算法流程；最后以CATIA系统为平台在目前，骨架的专业化设计技术研究主要集中在骨架结构
VC++开发环境下基于CAA开发和实现了该算法。通布局、骨架结构造型、骨架接头处理等方面[1-3]。对骨架
过实例测试验证了所建立的骨架关联设计技术是可行结构造型、骨架接头处理的研究较多，而且已经有成熟
的。该技术可用于实现装配型架的结构及其尺寸随产的功能实现。但是，在骨架结构布局方面仍主要靠设计
品结构的修改而自适应更改，从而提高装配型架的设计人员在CAD平台上通过最基本的功能交互完成，过程
效率和确保装配型架的设计质量。繁琐、效率低，且最终的设计结果与飞机装配件模型、装
关键词：机装配工装骨架关联设计配姿态等产品数据间不具备直接关联性，不能支持骨架
[ABSTRACT]Tosolvethecomplicated-interaction随产品数据的修改而自适应更改，从而导致骨架与飞机
andlow-efficiencyproblemintheaircraftassemblyfixture装配件结构间的不协调等潜在问题。本文拟探讨这一
designprocess,anapproachoftheframeassociateddesign问题的有效解决方法，即在深入分析骨架结构及其设计
basedonassembly3Dboundingboxispresented.Firstly,过程的基础上，提出一种基于飞机装配件三维包围盒的
theclassificationofframestructureismadeaccordingto骨架关联设计原理和算法，并以CATIA系统为平台，开
itscharacteristicsandtheassociationwithassemblysize.发和实现这一算法。
Secondly,aresearchonassociatedframedesignismade,
anditsprincipleandalgorithmarepresented.Finally,the1?型架骨架结构
algorithmisimplementedinCATIAwiththeVC++envi-型架骨架结构一般由型材构成，其沿自身轴线为等
ronmentandCAA.Anexampleisgiventovalidatetheap-截面形状，可抽象为轴线模型，如图1（a）、（b）所示。
proach.Theapproachcanbeappliedtomodifyassembly根据是否直接依赖装配件尺寸，将骨架结构分为直接关
fixtureautomaticallyandadaptivelywit