[发明专利]一种非规则设备的建模方法

说明书

技术领域

本发明属于航天器三维数字化领域，具体涉及一种非规则设备的建模方法。

背景技术

航天器的设计和研制存在功能需求越来越多、系统间的接口关系越来越复杂、对设计质量要求越来越高等特点。目前采取三维数字化协同设计手段解决适应航天器的设计和研制需求。航天器的大部分单机设备为非规则设备，非规则设备三维模型作为整个航天器数字化协同设计的核心输入，非规则设备三维模型需要表达准确的机电接口并满足参数化设计需求的前提下，尽可能实现数据量小以不影响设计效率。同时，随着型号研制的深入，非规则设备与整个航天器的研制处于并行设计状态，为了提高航天器研制效率，需要通过合理有效的非规则设备建模有效控制非规则设备与航天器的接口并满足并实现非规则设备研制与整个航天器的研制过程相互独立、互不影响。

为了满足航天器数字化设计的上述需求，迫切需要建立有效的非规则设备三维建模方法。但目前的非规则设备三维建模存在如下问题：——即，常规方法无法实现非规则设备的研制与航天器系统研制并行设计；常规方法建立的非规则三维模型无法保证三维模型与实物产品一致性。

采用常规的建模方法，非规则设备三维模型随着非规则设备研制的不断成熟而不断更新变化，极大影响航天器总体模型的设计，并给航天器总体模型的设计带来极大风险，无法实现非规则设备的研制与航天器系统研制并行设计、互不影响，影响研制效率。

现有航天器的系统复杂，设备安装密度大、电缆及管路连接关系复杂。非规则设备三维模型作为整个数字化协同设计的核心输入，采用常规方法建立的非规则三维模型，无法保证三维模型与实物产品的一致性，导致设计状态与实物状态的不一致引入质量问题。

单机产品交付验收作为整个单机产品的质量控制点，基于单机设备三维模型进行单机产品的验收，通过保证单机设备实物产品与三维模型的一致性实现单机设备技术状态的精细化控制；但常规的建模方法，无法保非规则设备三维模型与实物产品的一致性，无法通过在单机产品交付过程中的层层把关实现单机设备技术状态的精细化控制；另外，非规则设备三维模型与实物产品的不一致，导致数字样机无法真正指导产品实物总装，影响产品总装过程中的质量控制。

发明内容

本发明解决的技术问题是提出一种非规则设备的建模方法，通过在不同研制阶段建立与当前研制相适应的三维模型，在控制顶层接口的基础上，实现单机设备与整个航天器的并行研制、数字样机指导产品实施并控制实施过程中的各个细节，达到提高研制效率和质量的目的，包括如下步骤：

1)总体根据需求制定标准的建模模板，下发给各分系统，并由各分系统下发到相关单机单位；

2)结合非规则设备的接口特点和研制需求，将非规则设备的接口分为外部接口与内部接口两类，外部接口与整个航天器的研制相关，内部接口与单机单位内部设计相关；确定非规则设备三维模型中只反映外部接口；

3)方案设计阶段，建立反映非规则设备外部接口的接口控制模型，该模型仅含影响系统方案的特征，不含对方案无影响的细节特征，该接口模型数据量小，方便设计过程中的数据传递与引用；并根据接口控制模型的接口分类，将接口控制模型中通用接口模型建立为标准件库，供所有分系统建模引用；

4)各分系统交付非规则设备接口控制模型后，总体单位与分系统均以该接口控制模型为约束并行开展设计工作；

5)初样设计阶段，建立与实物产品一致的非规则设备全外观模型，该模型采用将下属所有零部件收缩为一个整体包络的方式建立；该模型不含有设计需要交互和引用的特征，仅用于单机产品交付、总装过程的质量控制和技术状态控制。

本发明所采用的一种非规则设备的建模方法，在方案设计阶段与初样设计阶段建立不同的模型，实现了总体与分系统的并行设计，提高了研制效率；采用在方案设计阶段建立非规则设备的接口控制模型的建模方法，实现了单机设备接口的顶层控制，且通过将接口控制模型进行细分并建立反映通用接口的标准件模型库，在提高设计效率的同时，保证了设计质量；采用在初样设计阶段建立非规则设备全外观模型的建模方法，实现了单机产品交付、总装过程的质量控制和技术状态控制；采用将非规则设备初样设计模型下属所有零部件收缩为一个整体包络建立全外观模型的建模方法，避免了模型重复建立，提高了建模效率。

具体实施方式

下面对本发明作进一步的说明：

总体根据需求制定标准的建模模板，下发给各分系统，并由各分系统下发到相关单机单位，标准模板中包含点、坐标系、参考平面、轴、曲面等默认特征信息。