三维特征造型系统中装配与零件设计的联动*

为了在现有系统的基础上实现变量化设计,研究了三维特征造型系统中的层次化单元装配模型,在此基础上加入了装配单元对变量化设计的改进,进一步实现了装配设计和零件设计的联动,有效地进行了变量化设计,并且在装配设计模块中给出了具体的应用实例。     

一种面向方案设计的装配建模表示方法

ＣＡＤ系统对方案设计支持的关键是建立独立于几何细节而又表达的功构关系的装配模型,本文试图运用逻辑装配单元的定义来实现产品功能需求和结构表现间的有效关联,分别讨论了方案设计中功能描述和几何构形表示方式,形式化表达了方案设计的逻辑造型和装配建模过程,给出了支持自顶向下方案设计的装配模板定义,为方案设计的计算机辅助实现作了有益的尝试。     

支持Top-down设计过程的装配建模

本文提出了基于关系图的支持Top－down设计过程的层次装配模型，它主要包含功能层、约束层和特征层装配模型。该层次装配模型能够表达设计过程中产品的不同抽象阶段。本文最后探讨了装配模型的建立方法。     

某型导弹的虚拟维修系统中信息模型的实现

本文从虚拟维修中装配拆卸模型的基本特点入手,给出了在进行虚拟维修中所需要的模型的层次化组织结构。结合层次结构的特点和所需要的信息给出了建立层次信息模型的方法。并应用于某型导弹的战斗部的模型建立。     

面向虚拟装配的装配建模及其重构

装配建模是进行虚拟装配的前提和基础,决定着虚拟装配实施的质量和效率。针对虚拟装配中装配建模问题,介绍一种多视图层次化的装配模型,给出了模型的信息组成和信息来源,并很好地解决了在此模型基础上的重构问题。     

基于离散面片的层次化装配模型

提出了一个基于离散平面的层次化装配模型。通过将一般CAD模型进行零件曲面离散、信息转换等操作建立离散面片模型，并给出了曲面离散化的方法。离散面片模型大大提高了装配规划中干涉检查、碰撞检测及显示等方面的效率。     

基于分布式虚拟环境的装配约束语义模型

装配约束是用来支持分布式虚拟环境中装配交互操作的关键信息．装配约束信息的抽象性关系到对装配单元行为的支持力度，装配约束信息的组织机制决定了分布式虚拟装配计算机实现的效率．针对目前装配约束的抽象和使用方面存在的问题，首先研究装配约束的语义抽象与表达，从产品装配应用域中捕获知识，提取共性，归纳装配约束基本语义并形式化表达；然后提出一种扩展对象语义建模方法，通过该方法对装配约束语义进行组织，赋予其功能行为特性，构建装配约束语义模型．通过VEADAM系统实例，装配约束语义模型能够有效地支持分布式虚拟装配的实现，并能很好地适应应用的变化和扩展．     

面向功能的模具装配设计

针对模具设计中现存的问题,本文讨论了功能和结构的关系,提出了一种面向功能的装配设计方法,阐述闻装配模型的数据结构及其装配设计过程。     

模型体结构可控装配方法

为在模型内部生成可控的多孔隙结构,提出一种针对三角网格模型的内部结构装配方法.首先对模型对象内部空间进行划分,确定目标装配区域;然后根据设计要求,采用隐函数表达的参数化结构作为模型单元填充装配区域,并通过优化局部区域的性能实现整体设计目标;最后从参数化表达的体结构模型中提取等势面,将其直接转化为三角网格体模型.实验结果表明:该方法能够构建密度、连通性和梯度可控的复杂结构,保证内部结构单元之间的平滑过渡,同时避免因大量布尔运算操作产生的错误.     

基于Abaqus的过盈装配有限元分析

针对某结构固定孔与套筒的过盈装配问题,利用Abaqus/Explicit建立该结构过盈装配的显式积分有限元分析模型.将固定孔视为可变形材料,采用八节点三维实体单元划分网格;将套筒定义为不变形的刚体结构,采用四节点离散刚体壳单元划分网格.通过对孔边应力分布情况的分析,说明计算结果与实际装配问题的一致性.最后对过盈装配中出现的偏心问题和采用壳单元建立有限元模型出现的问题进行讨论.     

面向装配工序交叉的虚拟装配工艺信息模型

虚拟装配工艺规划中目前大都采用装配顺序描述装配过程,但尚无法表达装配工序交叉和设计中的安装布置'捌整等问题.考虑设计阶段和制造阶段的装配要求,建立了基于装配任务的装配工艺信息模型.该模型以多层次的装配进程表达产品装配工艺过程,通过任务对象的交叉安装表达工序交叉和安装布置凋整,并给出了装配调整策略;针对冗余装配任务提出了装配任务合并方法.最后通过实例验证了文中模型的正确性和有效性.     

基于混合模型的虚拟装配关键技术研究

针对虚拟装配中采用多边形网格模型引起的组件定位困难和碰撞检测精度低等问题,提出一种采用精确几何模型及其对应的多边形网格模型的混合模型作为底层数据,支持精确装配的虚拟装配系统构造方法,并基于Parasolid和Vir-tools平台进行了实现。基于混合模型的碰撞检测能根据计算精度和时间要求自适应求解,在速度快的同时,满足高精度碰撞检测要求;基于混合模型的组件装配,采用离散采样点定义装配路径,通过装配几何约束交互式定义限制组件的运动范围,通过自由度规约、装配约束求解实现了零部件精确定位,通过四元数插值实现装配路径中零部件位姿的平滑过渡,能满足高精度的装配要求。该方法已经在开发的多个系统中得到验证和应用。     

A PDES/STEP-based model and system for concurrent integrated design and assembly planning

Product data exchange and interfacing between different CAD/CAM systems are of great importance to the development of concurrent integrated design environments and computer integrated manufacturing systems. This paper presents a STEP-based method and system for concurrent integrated design and assembly planning. An integrated object model for mechanical systems and assemblies is first defined by a hierarchy of structure, geometry and feature. The structure is represented as a component-connector or joint multi-level graph with both hierarchical functional and assembly relations. These hierarchical relation models are then used for uniformly describing their causal relations both for assembly level and feature based single part level. The generic product assembly model is organized according to STEP, using mostly the entities of integrated resources and partly self-defined entities, which are necessary for design and assembly planning. Based on the generic product assembly model, STEP-based strategies and agent concepts are used for agent-based concurrent integration of design and assembly planning. A prototype system, consisting of a CAD system, a product modeling system, an assembly planning system, and an assembly evaluation system is developed, in which product data can be exchanged between these subsystems. Details about the implementation of the system are addressed. The integrated design and assembly planning system can support the introduction of a new product. The results of assembly planning are feedback to the stage of assembly design to improve on the design. A case study is carried out for assembly-oriented design of a gearbox, to illustrate the proposed approach and to validate the developed system.     

基于ARM Cortex-M4的构件化汇编框架的研究

规范易用的汇编框架与样例是微处理器深层次应用开发的基础,但汇编编程复杂,并且目前针对32位ARM Cortex-M4的汇编程序资料和样例程序非常匮乏,学习难度大,开发工作困难重重。在深入分析ARM Cortex-M4汇编指令系统和寻址方式的基础上,以NXP半导体公司发布的Kinetis K(KK)系列MCU为蓝本,根据软件工程思想和构件设计理论,提出层次架构的工程框架建模思想,并构建基于ARM Cortex-M4内核的构件化汇编框架,据此制作GPlO驱动构件。指示灯闪烁样例工程的设计及测试结果表明了汇编框架规范、实用、易用,能降低嵌入式汇编语言的学习难度。框架能为业界基于ARM Cortex-M4的汇编开发提供参考。     

公理化设计与DFA集成的产品信息模型

在公理化设计理论的基础上，讨论了产品设计过程中功能要求的分解以及从功能域向结构域的曲折映射过程；建立了产品功能一结构层次模型和面向装配设计的产品信息模型．该产品信息模型不仅能够描述产品的层次结构信息，而且能够描述零部件之间的装配关系信息，能够实现CAD／CAE／CAPP/CAM的信息集成，为产品并行开发过程的信息集成打下良好的基础．以发动机减速器为例，对产品的功能树、结构树以及装配模型和装配关联矩阵的形成进行了说明。     

协同装配信息集成建模及装配顺序规划研究

研究了装配的参照元素、装配方式、装配关系，并总结出三大装配类型．针对协同装配活动的需求，提出包含设计技术决策和产品社会属性信息在内的广义装配建模思想；在引人装配结和装配链概念的基础上，构建了适合协同装配的装配信息模型．通过搜索模型，容易获得产品装配关系图，再经过界定装配导元属性，依据自定义修剪规则，形成具有装配层次和顺序属性的同心圆图，从而能够有效地获得可行的产品装配顺序．     

Subjective estimates of times for assembly work

Research by Chan and Hoffmann (2013, 2016) showed that people can estimate task times with reasonable accuracy. That work included experiments on Fitts’ task, a double component movement task, pin-to-hole assembly and ballistic movement tasks. In each case, a linear relationship was found relating subjective estimates of task time and actual task times. In this research, the work has been extended to two industrial assembly tasks: assembly of a U-bolt from components and the more complex task of assembling a hacksaw. These tasks were done in an ergonomically designed work space, with components placed within the Normal Work Area and using jigs for convenience of using two-handed assembly. Actual and estimated component times were obtained from video and voice recordings. Results showed that estimated times were lower than actual assembly times, but higher than times predicted using the MODAPTS predetermined motion time system. Participants appeared to have most difficulty estimating times for task components involving fine manipulation, such as inserting and tightening screws.     

基于装配关系的CAD并行设计支持系统原型的研究

分析了并行工程的特点以及当前机械ＣＡＤ系统的现状，提出在并行设计过程中根据产品的装配关系管理设计参数和几何模型。文中建立了一个数据模型描述机械产品零／部件的层次关系，装配关系以及参数间的继承与依存关系，最后讨论了基于此模型的并行设计支持系统的功能和工作原理。     

基于实例的推理在装配过程设计中的应用

通过研究确定装配顺序的方法,以装配零部件构成和确定的装配顺序为输入,采用装配功能树到装配过程机制树映射的方法实现装配过程设计。在此基础上提出从功能需求、行为模型和过程机制模型3个层次对装配实例进行描述的方法和装配过程实例相似性系数的计算方法。实例运行结果验证了该方法的有效性。