3.2.2 误差的来源 生产过程包括加工、装配、检验或测量等，是工作者（人-Man）在 一定的环境（Environment）中，用一定的方法（Method），通 过一定机床设备和工具、量仪（Machine & Measuring Tool）对工 件（工作对象，Material）进行生产的过程。
5M1E
3.2.1 误差的来源 （3）环境误差： 是与加工、装配或检测时周围的客观环境条件（如温度、湿度、
外力、地基沉降、振动等）有关的误差。
（4）对象误差： 由于被加工、装配或检测工件的几何形状不准确，表面质量不 高，内部存在应力等印刷而引起的加工、装配或检测误差。
15
MMT
3.2 飞机装配容差分析与容差分配
用于刚体结构装配和柔性结构装配的误差分
析。目前主要应用于汽车制造的质量控制， 其主要客户包括通用汽车等。
21
MMT
3DCS软件容差分析应用
2. 主要功能特点
与CATIA平台完全集成，为分析所定义的容差、约束、 测量信息可保存到CATIA模型中； 既适合普通刚体结构装配的容差分析，也适合钣金类柔 性结构装配的容差分析； 可为尺寸、形位容差定义正态分布、均匀分布、皮尔逊 分布、偏心分布等多种分布类型，更逼近实际制造情况；
法、型架装配机法和光学激光工具法）不同，所达到的准确度
也不同。
13
MMT
3.2 飞机装配容差分析与容差分配
3.2.1 误差的来源 （2）机床设备或工具、量仪的误差： 是由于机床设备或工具、量仪的准确度及尺寸、形位稳定性有
一定限制，一级构造上和技术上的缺陷所引起的误差。
14
MMT
3.2 飞机装配容差分析与容差分配
误差的来源=方法误差+机床设备或工具 量仪的误差+环境误差对象误差+人差
12
MMT
3.2 飞机装配容差分析与容差分配
3.2.1 误差的来源 （1）方法误差：与加工、装配或检测方法有关的误差。 零件制造所用的加工方法不同，所能达到的准确度也不同；
装配时所用的定位方法不同，所达到的定位准确度也不同；
工艺装备的外形加工、安装方法（拉线吊线法、安装标准样件
3.2.1 误差的来源 （5）人差： 是由工作者的技术知识和经验多少以及感官能力有限等主观原
因而产生的误差。
16
MMT
3.2 飞机装配容差分析与容差分配
3.2.1 误差的分类
误差按其特点和性质可分为：
过失误差
系统误差
随机误差
17
MMT
3.3 飞机装配容差分析与容差分配
容差分配是准确度计算的逆向过程，即，已知闭环容差， 然后计算和确定各组成环公差。由于尺寸链由多个组成环组
23
MMT
3DCS软件容差分析应用
Tolerance特 征
定义容差（Tolerance），为各几何体定 义容差类型、容差值、随机分布方式
24
MMT
3DCS软件容差分析应用
可定义的容差随机分布类型
25
MMT
3DCS软件容差分析应用
定义测量（Measurement），即需要关注其尺寸、形状、 相互位置变化情况的尺寸链封闭环
MMT
第3章 装配工艺设计
本章要点
装配工艺设计技术发展现状 飞机装配工艺规划 飞机装配协调 装配过程仿真
1
MMT
3.1 装配工艺设计技术发展现状
发展现状及需求
作为产品设计与制造间的桥梁与纽带，只有实现了基于模型的工艺 设计，即三维工艺设计，才能真正打通数字化设计制造途径，实现 数字量驱动的制造，进而向智能制造方向发展。 （1）装配工艺规划与详细设计
3.4.1 数字化预装配基本定义、内容与流程
使用计算机，在没有物理实现产品或支持 过程的情况下，通过分析、预测模型、数据
的表达和可视化，作出或辅助作出与装配相
关的工程决策。
28
MMT
3.4 数字化预装配建模与仿真
3.4.1 数字化预装配基本定义、内容与流程
数字化预装配是装配过程在计算机上的本质实现，
2
MMT
3.1 装配工艺设计技术发展现状
发展现状及需求
（1）装配工艺规划与详细设计 采用基于模型的装配工艺规划及详细设计，可实现基于二维图样的工 艺设计所无法比拟的表述能力。 ① 可支持基于模型实例的工艺规划，这种描述方式能够以直观的方式 表达模型实例的工艺结构关系。 ② 工艺信息可以与产品信息关联。大量与产品相关的操作说明性描述 可以与模型直接关联，进而便于工艺设计和指导工人操作。 ③ 可实现基于实例的工艺资源管理。对工艺资源的描述不仅包含属性 信息，也包含其模型实例，可以有效地进行装配仿真。 ④ 工艺仿真与工艺规划可以实现无缝集成。 ⑤ 可直观地指导现场作业。基于模型的工艺设计以三维形式生成现场 作业指导文件。
是基于产品的数字化实体模型，在计算机上分析与
验证产品的装配性能及工艺过程，从而提高产品的
可装配性。装配在此有双重含义，一是由零部件组
成的静态的装配体，二是该装配体的形成过程。
29
MMT
3.4 数字化预装配建模与仿真
可装配性分析评价 装配干涉碰撞检查 软 件 装配序列规划 装配路径规划 环 产品装配模型信息获取 境
32
MMT
3.4 数字化预装配建模与仿真
（3）装配路径规划。 装配路径是零部件在数字化预装配空间中的运动轨 迹。进行装配路径规划，目的是实现无碰撞、无干涉装 配，起到保护零件和更快捷、更有效的装配的作用。因 此无论是对人工装配，还是对机械的自动化装配、柔性
装配或机器人装配，都需要进行装配路径规划。
可根据真实装配条件为孔、轴配合定义不同的浮动（ floating）类型；
具有丰富的文档功能。可对蒙特卡罗仿真数据及分析以 文本、图形、网页、表格输出存档。
22
MMT
3DCS软件容差分析应用
3. 案例分析
Move特征
为装配模型中各相关几何定义正确移动 （Move），移动规定了零件各特征的配合方式 和相对位置关系
33
MMT
3.4 数字化预装配建模与仿真
（4）数字化预装配中的碰撞、干涉检查。 主要包括装配路径干涉检验，干涉和间隙形式的 相互作用。基于3D物理模型的数字化预装配必须能够检测 物体之间的这种作用，并做出适当响应，否则就会出现物 体之间的相互穿透和彼此重叠等不真实的现象。装配干涉 检验可分为静态干涉检验和动态干涉检验。
现行的飞机装配容差设计过程属于串行容差设计过程，该过程分 为四个阶段。
第一阶段：设计人员根据设计经验、设计规范、设计手册等进行 装配容差设计，给定重要连接部位、交点、外形等的装配准确度
要求(装配容差)，以保证飞机装配完成后达到规定的飞机结构强度、
空气动力性能等性能指标。
6
MMT
3.2 飞机装配容差分析与容差分配
19
MMT
3.3 飞机装配容差分析与容差分配
均值
容差下界
容差上界
-3s
+3s
219.85
名义值=220
220.21
20
尺寸变动范围 = |220.21-219.85|=0.36
MMT
3DCS软件容差分析应用
1. 关于 3DCS软件 3DCS®是美国Dimensional Control Systems公司推出的著名的CAT软件，可应
8
MMT
2.4 飞机装配容差分析与容差分配
3.2.1 飞机装配容差设计 第三阶段：根据工艺分配的容差，对零件进行制造，在制造中可 能出现三种情况: l）零件容差满足制造要求;
2）零件容差过松，出现加工设备使用精度浪费;
3）零件容差过紧，导致制造误差超差严重。当出现后面两种情
况时，需要工艺或设计返工，调整容差分配方案，以满足实际的
34
MMT
3.4 数字化预装配建模与仿真
（5）可装配性评价 可装配性评价技术的进一步研究对于整个数字化预装 配技术的发展有着特别重要的意义。目前可装配性评价 的方法存在不少问题，技术还不成熟，仍然有很多技术 问题有待于解决。
35
MMT
3.4 数字化预装配建模与仿真
数字化预装配流程：
②
①
36
MMT
成，将封闭环的公差分配到组成环的分配方案也可以是多种
多样的，所以容差分配是一个优化问题。
18
MMT
3.3 飞机装配容差分析与容差分配
基于蒙特卡罗仿真的误差分析技术。抽取正态、 瑞利、皮尔逊等分布条件下随机尺寸变量，对 封闭环样本进行统计学分析，从而计算累积误 差分布特征参数、分布曲线、装配成功率、质 量特性参数以及各环节容差对装配性能的影响 因子等。
26
MMT
3DCS软件容差分析应用
蒙特卡罗仿真，对所定义的测量进行仿真 采样分析，以多种形式输出统计参数、样本 曲线、容差敏感度、几何影响系数等
27
MMT
3.4 数字化预装配建模与仿真
数字化预装配是虚拟制造的一个重要组成部分，其实现有 助于对产品零部件进行虚拟分析和虚拟设计，有助于解决零 部件从设计到生产所出现的技术问题。数字化预装配的定义：
31
MMT
3.4 数字化预装配建模与仿真
（2）装配序列规划 (Assembly Sequence Planning，ASP) ---是产品装配过程中零部件装配序列的指令，产品中零件之间 的几何关系、物理结构及功能决定了产品的装配序列。装配序 列的表达要便于序列的生成，具体来说，装配序列的表达应考 虑： ① 从装配模型直接推导出装配序列的难易程度； ② 装配序列的各种表达方法之间是否易于实现变换； ③ 装配序列各工序的关系是否表达清楚； ④ 能否保证装配序列的完整性以及正确性； ⑤ 装配序列表达所需的存储空间。