基于混合遗传算法的虚拟装配作业过程规划

提出了一种基于回报机制和逆向求解机制的装配作业规划方法.使用遗传算法与Q学习算法相结合,共同对作业过程规划问题进行求解.构建适合信息融合和进化计算的"维修元"模型,并将"维修元"进行排列组合,构成装配作业序列,解决装配作业过程中的信息融合问题.为保证作业序列的可行性和维修元的可操作性,将特征匹配机制作为启发机制,避免不可行序列参与进化计算,提高进化效率,解决了虚拟装配过程中多要素融合条件下的规划问题.     

基于SolidWorks的液压分配阀设计

液压分配阀属于整体式单路换向阀,广泛应用于工程机械和农用机械的液压控制系统中。通过对分配阀的工作原理进行分析,完成了阀的设计和计算。运用三维建模软件SolidWorks对分配阀零件实体建模,实现了各零件的虚拟装配;同时生成二维工程图。通过二维绘图软件AutoCAD对二维工程图进行完善、输出,最后投入生产。     

面向虚拟装配作业仿真的实时人机工效分析

在工业界及其他地方所发生的事故中,大多数原因是人为事故,预防事故和减少意外伤亡的作业,是企业安全生产与卫生管理长效久存的不变目标,在涉及安全生产的作业中采用人机功效作业方法,可以减少人们犯错机会,降低人为失误概率。本文对虚拟装配环境的特点及常见的人因问题进行分析,并对虚拟装配作业仿真的应用进行了探讨。     

基于精度和物性的虚拟装配技术

针对生产现场的需求和虚拟装配技术的发展趋势,提出了一种集精度、物理属性以及结构件与线缆管路仿真分析一体化的虚拟装配技术,从过程、精度和物理属性的角度实时地模拟装配现场和装配过程中可能出现的各种问题和现象,为实现产品的科学装配和装配质量预测提供r有效途径.给出了一体化的虚拟装配技术总体工作流程,并对虚拟环境下的装配精度预分析、基于物理属性的虚拟装配、线缆和管路布局与装配仿真等关键技术进行了阐述.通过仿真实验验证了该技术的有效性.     

虚拟装配中基于多刚体动力学的物性装配过程仿真

基于物理模型的虚拟装配过程仿真是虚拟装配技术的发展趋势之一.针对当前虚拟装配技术对质量、力等物理属性考虑不足,其仿真过程没有反映真实世界中零部件装配运动的本质规律的问题,提出虚拟装配中基于多刚体动力学的物性装配过程仿真方法,实现以力为输入参数的零部件装配过程仿真.同时详细阐述该方法中的三项关键技术的实现方法,即面向物性仿真的基本物理属性建模技术、虚拟装配中多刚体动力学的数学建模方法、虚拟装配中刚体碰撞过程仿真与分析方法.目前该方法已在虚拟装配工艺规划系统(Virtual assembly process planning,VAPP)中进行了实现,并通过实例进行了验证.     

虚拟装配过程中不确定性因素分析

虚拟装配研究中必须考虑实际装配过程中的不确定性因素,真实再现产品的装配过程,才能对产品装配性进行全面、有效的评沽.本文简要分析了目前虚拟装配存在的问题,从实际装配中暴露的问题出发,对影响产品装配质量因素进行分析.重点分析了产品、资源、人员中不确定性因素,分析了这些不确定性因素对装配性评价的影响,探讨了针对这些不确定因素的解决思路.基此给出了虚拟装配技术的发展趋势及下一步研究工作.该研究工作为确定虚拟装配技术的研究方向以及增强其工业级别应用奠定基础.     

飞机虚拟装配技术应用及发展趋势分析

随着工业的发展,大型机械装备的设计、制造,尤其航空航天、军事装备领域发展较为迅速。大型装备的设计与生产带来的问题就是产品结构复杂、装配复杂,导致设计、生产过程经常出现差错。上个世纪80年代虚拟现实的概念提出,促进了大型装备虚拟装配技术的出现并迅速发展。虚拟装配就是充分利用现代信息技术,在虚拟的环境中开展产品设计、产品制造与产品装配,在生产之前完成装配过程,提前发现问题,减小差错。本文针对虚拟装配技术总结了其研究方向和研究重点,并基于工艺为中心的虚拟装配技术开展了飞机后机身模型构建、工艺设计、虚拟装配等工作。结合飞机后机身虚拟装配技术,跟踪后机身零部件生产、实际装配工作,总结和分析了虚拟装配技术在应用方面的问题。针对问题开展了虚拟装配技术发展趋势分析。     

汽车车门人工调整装配作业的运动学分析

结合人工装配作业特征,分析了汽车总装配生产中的调整装配作业过程,针对汽车总装配中的车门调整作业,建立了门体位姿变换的运动学模型.分别对不同技能水平的调整操作策略进行了过程状态仿真,比较了不同操作序列的效率和质量并进行了择优,为装配工艺规划提供了有力支持.     

基于虚拟仿真技术的人机工效分析及装配作业验证

产品设计对产品的质量、生产效率和生产成本均具有重要影响。针对保障舱设计可能带来的质量问题,采用虚拟装配仿真技术,运用虚拟现实环境的可视化决策IC.IDO系统,构建保障舱仿真计算模型。对实际装配作业活动进行仿真分析,分析作业人员在舱门、吊装等结构的人机工效情况,并开展评估决策,为优化产品设计结构、缩短产品研发周期、提高产品质量奠定基础。     

基于DELMIA的三维装配作业指导书生成方法研究

以挖掘机装配线为对象,应用达索DELMIA数字化制造平台,对挖掘机装配过程进行了虚拟装配仿真,从多方面对装配工艺进行评估、优化,利用3DVIAComposer生成三维作业指导书,并发布到装配现场。提出了基于三维模型的装配作业指导书生成方法,并将该方法在三一重机临港产业园挖掘机装配线进行了应用验证。     

基于图像自然特征的增强装配引导系统

基于增强现实的产品装配引导有助于提高装配过程的人机效率,研究了增强装配引导信息的建模技术,实现装配过程引导信息的统一组织管理;基于图像自然特征,利用BRIEF算法进行图像匹配,实现虚实装配零件注册;基于虚实注册信息,实现装配引导信息在真实装配场景中的叠加,并建立了增强装配引导原型系统。增强装配引导作为一种新型的人机交互方式,可用于辅助工人进行装配作业,有助于提高装配培训的效率。     

多模糊信息条件下的物料配送路径规划问题研究

混流装配线的物料配送是支撑装配线运作的复杂系统。配送准确、及时不仅能够保证生产不断线,还能大大提高生产效率,发挥混流装配的优势。但是配送环节中往往存在工位货物需求量,工位预约到货时间和车辆运输时间不确定等因素,使得传统路径规划模型不能真实地反映现场情况,反而因种种异常导致事倍功半。对不确定因素进行考虑,建立模糊信息条件下的机会约束规划模型,并改进传统混合智能算法去求解模型。算法设计上,采用轮盘赌启发式算法来缩小初始解的搜索范围,在交叉算子中提出用广义海明相似度概念来区分染色体的相似程度,在进化过程中采用双选择双变异流程来加快算法的收敛速度。通过实例证明该算法处理不确定因素的可行性和高效性,并对模糊参数中关键因子的置信度选择不同值进行对比分析,给出选择建议。     

轿车车身冲压线Tooling的自动化虚拟装配模型

为解决轿车车身冲压线端拾器Tooling的空间结构设计和标准件选型主要依赖工程师经验的问题,以及由标准件长度系列的不连续性所导致的手工调整的效率瓶颈问题,分析了Tooling装配过程的数学本质.首次引入机器人运动学Denavit-Hartenberg模型,基于反向运动学原理和虚拟装配的空间约束关系,建立了Too1ing空间装配的数学模型,并根据Tooling装配所用标准件长度不连续的特点,进一步给出了Tooling吸盘组件的空间位置调整策略.最后,通过对虚拟装配计算实例,验证了该模型的正确性和有效性,实现了轿车车身冲压线Tooling的虚拟装配的自动化.     

基于人因仿真分析的装配序列评价模型及应用

为减少装配作业疲劳,降低动作强度,提高装配质量和效率,提出了一种基于人因工程仿真分析的装配序列综合评价模型。以装配序列的人因性能优劣为目标,创建了包含定量与定性指标在内的综合评价指标体系;提出了装配序列人因工程仿真分析模型,通过虚拟仿真技术与人因分析方法获取人因性能的基础指标属性值。采用客观自适应熵权法和改进模糊层次分析法分别确定各定量指标和定性指标的权重,利用三角模糊数定量化定性评价值,基于Topsis框架得到适合人体作业的最优装配序列。最后结合Tecnomatix数字化仿真平台将该评价模型应用于某航天产品减速器可行装配序列的优选,验证了方法的有效性。     

基于Unity3D的机械产品拆装系统在手机终端的实现

为了提高机械产品在装配设计、结构设计和培训等方面的效率,介绍一种以Unity3D引擎为工具,基于虚拟现实技术,可在智能手机上流畅运行的机械产品拆装系统。首先,将三维模型从专业设计软件导入到3DMax中,简化零件模型的面数,构建场景模型; 其次,在Unity3D中设计World Space交互菜单,提供简洁友好的虚拟交互方式,通过C#语言,在智能手机上实现双目立体视觉、陀螺仪头部跟踪、交互外设适配及控制和角色控制器; 最后,以二级减速器为例,在智能手机上实现拆装展示。实验结果表明,该系统人机交互性能良好,具有高度的沉浸感,可以满足机械产品虚拟拆装的需求。     

电液混合动力轨道车泵源设计与分析

针对现有轨道车低速行驶时存在效率低、排污严重等问题,提出了一种新型的电力轨道车电液混合驱动系统,用静液压传动所具备的无级调速代替电机变频调速,以提高系统传动效率。根据轨道车技术参数和典型行驶工况,计算出驱动系统中泵源的当量总排量,结合现有成熟产品,设计了几种可行的泵源组成方案。基于轴向柱塞变量泵效率函数,针对轨道车典型行驶工况,利用AMESim软件进行仿真对比分析,得到了电液混合驱动系统泵源的最优方案,为提高轨道车行驶特别是低速行驶时的效率奠定了基础。     

基于虚拟装配的汽车产品装配性评审

为了确保汽车的设计能面向制造,改善汽车的装配性。在汽车开发过程中,结合制造工艺水平,利用虚拟装配,分析、预测产品模型,对产品进行数据描述和可视化,做出与装配有关的工程决策,而不需要实物产品模型作支持。从而能低成本,高效率的对汽车产品装配性进行优化。     

混流轿车总装配线的动态规划与仿真优化研究

为设计合理的轿车总装线和提高生产效率,分析了其总装工艺流程及特点.建立装配线负荷平衡的数学模型及在3种不同阶段时的目标函数,确定了设计参数的上下界限并分析了各种启发式求解算法.采用最小生产循环来研究混流装配线的产品投产排序问题,建立了基于闭环工位时间移动窗口的最小化装配线空闲与超载时间和准时生产环境下零部件消耗速率均匀化的目标函数,并分析了3种优化算法.在数字化工厂软件eM-Power的平台上建立了轿车总装车间的底盘工段与分装工段部分工位的仿真对象模型及控制逻辑.最后,进行了生产评估并验证了所建模型的有效性.     

接触刚度对高速列车轮轨接触动力学时变特性的影响及其机制

以CRH3型高速列车头车与标准CHN60型轨道为研究对象,利用动力学软件RecurDyn建立车辆-轨道耦合动力学模型;采用弹簧阻尼模型定义轮轨接触关系,跟踪检测服役列车不同运行里程下的车轮粗糙度,根据相关文献的轮轨接触刚度计算结果,对高速轮轨滚动接触动力学性能进行研究,并取该头车的后转向架二位轮对处结果进行数据分析。计算结果表明:随着高速列车运行里程的增加,车轮表面粗糙度减小,使得轮轨接触刚度增大;轮轨横向力随着运行里程的增加先减小后增大,其频率主要分布在10 Hz以下的低频段;轮轨垂向力随着运行里程的增加而增加,并在5、10、28 Hz附近有比较明显的主频率段;轮轨纵向力主要由切向蠕滑力的纵向分量构成,与轮轨垂向力在时域分布和频域分布上均非常相似。