基于分层有向图的装配顺序规划方法

航空产品装配结构复杂,装配单元繁多,其装配顺序规划的难度较大.基于割集法对航空产品进行规划易产生图爆炸现象,因此,采用分层有向图表示装配模型,提出一种将装配模型逐层拆解,逐步规划,组合形成产品装配顺序的方法.并以某型机翼为实例予以应用验证.     

装配建模及装配顺序分层规划方法研究

研究了利用基本装配信息建立能够较好地反映装配结构特性和内在关系的装配模型的算法 ,并提出了模型的抽象化简化方法和基于该模型的装配顺序分层规划方法     

装配建模及配顺序分层规划方法研究

研究了利用基本装配信息建立能够较好地反映装配结构特征和内在关系的装配模型的算法,并提出了模型的抽象化简化方法和在于该模型的装配顺序分层规划方法。     

装配关系的有向图表达方法研究

产品的装配关系表达方法直接关系到计算机辅助装配规划的方法与效率，分析了已有的装配关系表达方法，提出了有向装配连接图概念，有向装配连接图能够将建模的过程信息保存在有向边中，从而有割集分解方法进行装配序列规划提供更多信息。通过将装配建模配合关系建立过程转换成图的有向边表示，给出有向装配连接图的构造方法，在证明有向装配连接图相关性质基础上，给出在Unigraphics系统实现有向装配连接图算法。     

基于有向图子装配识别的装配序列规划

采用局部约束有向图表达装配体中的联接与装配关系;通过建立装配邻接和阻碍矩阵,采用ISM分析、紧连接分析、有向回路分析来识别子装配体;采用拓扑分层排序来生成产品装配体的可行装配序列;以减速器部分装配结构的装配序列规划验证了该方法的可行性.     

大型复杂产品分层网络计划模型

深入研究了大型复杂产品生产的特点,采用装配单元来优化产品装配物料清单,提出了面向装配单元和装配序列的可扩展两级网络计划应用模式。通过装配单元来指导产品设计和零部件的生产准备;利用工序进装点来控制零部件的成套性。分层的网络计划模式增强了上层计划的稳定性,提高了底层装配序列计划执行和调整的灵活性。该计划模式已在项目制造管理平台上实现,正投入示范应用。     

基于偏差有向图和D-H方法的产品装配精度预测技术

装配精度预测对于产品装配精度保证具有重要意义。综合产品偏差源和偏差统一模型表达,提出偏差的旋量映射方法;在零件配合、双配合偏差传递分析的基础上,给出装配偏差有向图(Directed deviation graph,DDG)模型,并提出产品装配偏差有向图的构建流程。基于DDG模型,进一步研究用于装配精度累积的最小偏差路及其Dijkstra求解算法。在最小偏差路基础上,针对一维线性方向的装配精度预测,给出刚性零件装配偏差统计量的求解方法;针对多维空间方向的装配精度预测,提出借鉴并联机器人末端位姿计算的D-H(Denavit-hartenberg,D-H)方法,进行刚性零件装配偏差统计量的求解流程。基于装配偏差统计量,进一步给出产品装配精度评价指标,以及产品装配精度预测方法。以某产品的装配为例,介绍装配偏差统计量的求解及其装配精度预测过程。     

面向装配的特征层次建模方法研究

为了避免不同建模方法导致同一产品在不同设计者之间和不同设计过程中数据不一致的问题,提出了基于装配单元的特征层次建模方法。该方法将传统装配层次结构模型中的单一零件和子装配体统一为装配单元,作为组成产品的一个基本单元,构造了基于装配单元的产品模型。采用面向对象技术,以装配单元作为装配信息的载体,对不同类型装配单元的装配信息采用相同的层次结构进行了组织和存储。在每个装配单元中,采用类继承的方法,可以方便地查询到该单元最基本的组成体素。以球阀产品为例,详细介绍了装配单元的装配特征层次模型的建立方法,为保持设计过程中产品装配数据的一致性提供了保障。     

装配顺序分层、分步规划方法

提出产品装配顺序生产采用分层、分步的规划方法。分层规划是指分别在部件层、组件层和零件层上进行装配顺序推理。在每层的规划中分步进行,第1步采用成熟的割集法,第2步、第3步则在特定领域经验知识的支撑下,运用规划进行推理。     

装配体公差建模方法研究

为实现装配体公差建模,即在计算机中表示装配体的装配关系和零件本身的公差属性,提出一种综合建模方法,该方法将装配关系模型和零件公差模型相结合.装配关系模型包含父子装配单元之间的从属关系、装配单元之间的约束关系;零件公差模型采用基于关键特征和有向图的建模方法.并结合实例进行了分析验证.     

面向装配序列规划的装配建模研究

在分析了层次树状模型与关系网络模型这两种装配模型结构的基础上，根据装配序列规划的要求，应用面向对象的方法建立了满足装配序列规划的产品装配信息模型，提出了相应的数据结构，为虚拟装配序列规划提供了合理的产品信息框架。     

变速器动力学建模的键合图法

介绍了键合图的基本原理和特点，建立了Audil00变速器的键合图模型，并且推导了该系统的状态方程，说明键合图适用于车辆动力传动系统的部件动力学建模及分析。     

生成装配与或图的直接算法

为了提高产品装配序列规划的效率,提出一种生成装配与或图的高效算法,直接模拟产品的装配过程。通过在装配与或图节点的数据结构中增加零部件的关联信息检查子装配间的关联关系,通过检查装配优先关系避免非法节点的生成,通过限定装配与或图节点的组合范围、分批地生成装配与或图节点以避免装配与或图节点的重复组合,整个装配与或图采用自底向上的方式生成。理论分析和实验比较的结果均表明,本文算法的时间复杂度明显低于现有算法,空间复杂度和现有算法基本相等。     

基于特征的装配模型及装配序列规划研究

为了充分利用CAD模型信息进行装配序列规划,将单一零件和子装配体统一为装配单元,建立了基于装配特征的产品层次模型。通过装配特征矩阵的建立来分析装配单元的自由度信息,进而确定其可拆卸程度。基于可拆即可装的假设,对可拆卸启发式规则、拆卸方向和连接关系进行分析,生成产品的拆卸/装配序列。在对装配序列进行优化的基础上,生成可行的装配序列。以球阀产品为例详细介绍了应用情况。     

复杂产品数字孪生装配模型表达与精度预测

针对复杂产品装配过程中装配模型/数据/信息脱节、精度预测不准确、缺乏现场装配有效指导等实际工程应用问题,提出复杂产品数字孪生装配模型表达与精度预测方法。给出基于数字孪生的复杂产品装配精度预测方法总体流程;其次,将数字孪生装配模型表达划分为装配对象模型和装配工艺模型,并明确了产品数字孪生装配模型的精准建模机制;在此基础上,采用基于实测数据的装配偏差传递更新迭代机制实现融合多维度误差源的产品装配误差分析计算与装配精度预测;最后,以某型卫星结构部装为例搭建了复杂产品数字孪生装配软硬件系统平台,并通过实例验证了所提方法的可行性,为复杂产品装配精度预测与保障提供了一种切实可行的新思路和新途径。     

面向装配规划的可重构装配模型

为提高复杂产品装配规划的效率,针对当前装配模型不能有效支持结构重构的问题,分析了重构对装配模型中信息变更的影响,提出了一种基于装配关系元的装配关系模型表达方法,实现了装配模型中关系信息和层次信息的柔性关联,进一步给出了可重构装配模型的信息组织方法和存储机制。在引入相关重构算法概念的基础上,给出了装配模型信息动态管理维护算法,以保证装配模型信息在重构前后的完整性与一致性。通过产品实例说明了上述研究成果的可行性和实用性。     

基于数字孪生的复杂产品装配过程管控方法与应用

针对航天复杂产品装配过程的实时可视化监控、运行状态在线分析与预测难题,提出了一种基于数字孪生的复杂产品装配过程管控方法。首先构建了面向复杂产品装配过程管控的数字孪生模型;在此基础上,引入工作流技术实现了装配过程数据的实时采集与管理,提出实时数据驱动的数字孪生车间同步运行方法;随后通过灰色马尔可夫预测模型、T-K统计控制图以及关联规则算法的集成应用,实现了对复杂产品装配过程中的小样本量质量数据的实时预测与分析。最后,自主设计并开发了基于数字孪生的复杂产品装配过程管控系统,并在某卫星装配车间进行了应用验证。     

虚拟装配中的混合设计建模方法研究

针对现有虚拟装配建模方法不能为装配序列规划提供完整模型信息的问题,分析了自底向上和自顶向下建模方法在虚拟装配应用中的优、缺点,根据装配序列规划的要求,结合两种建模设计方法的优点,提出了一种混合设计方法建立产品的装配模型。该方法采用自顶向下建模方法进行了产品总体设计,使装配模型具有产品的结构层次关系信息;在产品细节设计上采用了自底向上建模方法,使装配模型具有零部件的约束关系信息,得到了完整的产品装配模型信息。通过建模应用实例,验证了混合设计建模方法的可行性,以及模型信息的易提取性。研究结果表明,利用混合设计建模方法得到的模型,能够满足虚拟装配对产品装配模型的要求,可以为虚拟装配序列规划提供完整的模型信息。     

Universal mechanism modeling method in virtual assembly environment

Motion simulation and performance analysis of mechanism are important methods for analyzing assembly quality after finishing assembly simulation in virtual assembly environment. However, most simulation systems have no function of mechanism motion simulation due to the randomicity of mechanism and lack of universal mechanism modeling method. In order to realize the simulation of any mechanism after finishing assembly simulation in a virtual environment, a new universal mechanism modeling method is presented. Two main models are contained in the mechanism model: information model and mathematical model. Firstly, the information model of mechanism is proposed to describe the data structure of mechanism which contains bottom geometry data, information of constraint, link, kinematic pair and physical data. Because the object of mechanism simulation is the assembly, which is assembled during the process of assembly simulation, the information of mechanism can be obtained automatically through mechanism automatic search method. Secondly, mathematical model of mechanism is presented. The mathematical model uses mathematical method to express the mechanism. In order to realize the automatic expression of any random mechanism, basic constraint library is presented, consequently random mechanism can be described based on the basic constraint library. Finally, two examples are introduced to validate the method in the prototype system named VAPP(Virtual Assembly Process Planning). The validation result shows that the mechanism modeling provides a universal modeling method for mechanism motion simulation in virtual assembly environment. This research has important effect on the development both of mechanism motion simulation and virtual assembly.