基于递归循环的层次化爆炸图自动生成方法

提出以递归循环和深度优先搜索层次化装配序列的策略自动生成复杂产品层次化爆炸图的方法。为使设计结构符合装配规划的要求,设计了可方便定义子装配体和编辑装配树的装配结构重构功能。为避免重复的干涉检测,研究干涉矩阵合成方法,通过对原始装配关系信息的整合,柔性化生成面向层次化结构的装配关系矩阵。为降低大规模序列规划问题的复杂性,将整体规划任务分解为若干个及若干层级子任务,子任务内采用多规则筛选算法,以基于干涉矩阵的几何可行性为前提,并行性、连续性、稳定性和方向性等为优化筛选指标,循环构建序列。提出递归爆炸算法,循环对层次化装配序列进行深度优先搜索,实时计算已爆炸零部件的累积包围盒,从而确定待爆炸零件位移矢量,自动生成间隔均匀有序、结构紧凑且空间层次感强的爆炸图。开发了基于Siemens NX的装配规划系统Auto Assem,以减速器及汽车部件实例验证了方法的有效性。     

复杂产品装配干涉矩阵自动生成方法

现有装配干涉矩阵生成方法极其耗时,且无法精确检测面片模型,难以应用于大装配模型的复杂产品。为此,引入基于投影的干涉检测方法,将三维求交问题转换为二维问题。其中,基于包围盒十字相交可直接检测出零件平移产生的硬干涉,扩展了包围盒的功能;利用层次化的虚设面进行模型的三角面片区域规划和相交运算,大幅度减少干涉检测中的三角面片求交次数,显著降低算法时耗;进行基于表示精度的二维三角面片求交,消除检测对象在曲面贴合处的伪干涉,并基于三角面片包围盒等判断干涉的正负方向。在此基础上,提出全面的装配干涉矩阵生成算法。开发Aero Assem装配设计系统,实现了该方法,并以某汽车前轴模型为例进行了应用验证,证明该方法在保证精确性的同时极大地提高了算法效率,能够有效应用于复杂产品的装配设计中。     

基于干涉矩阵的装配序列规划

阐述了利用干涉矩阵进行装配方向可行性判断和应用遗传算法进行装配序列规划的方法.干涉矩阵可从三维CAD系统中得到,为减少搜索空间和更快得到能满足装配工艺性的最佳装配序列,可结合装配工艺性和装配的特点对干涉矩阵适当进行处理.该方法有利于实现从三维CAD系统到装配序列的自动规划,最后以实例通过MATLAB编程说明该方法的可行性.     

基于同步约束解除的零件爆炸图自动生成方法

面向结构教学及维修人员培训,提出了一种基于零件几何约束关系同步解除的爆炸图自动生成方法。在定义零件拆卸轴向的基础上,建立了零件邻接拆卸约束关系矩阵及约束类型矩阵,按照可同步解除几何约束的顺序对零件进行分层,并利用判断规则识别子装配体。结合应用OBB和FDH两种包围盒,提出了一种“由外向内”的等速率分层牵引零件爆炸分离方法,实现了装配体组成零件爆炸图的自动生成。     

复杂产品装配关系矩阵自动生成方法

针对现有装配关系模型在结构完备性、获取复杂性等方面的不足,研究了装配关系模型重构和装配关系信息自动获取方法。提出接触-连接矩阵,用以集成功能件和连接件间的接触关系和各类连接关系,并研究了利用静态间隙分析和工程语义解析来获取接触-连接矩阵的方法。提出扩展干涉矩阵,以解决现有干涉矩阵无法有效处理倾斜方向装配的问题,支持装配方向的优化求解,并研究了基于包围盒扫描和步进检测生成扩展干涉矩阵的方法。以UG为平台,开发了原型系统,并以具有非标准轴向装配的夹具为例,验证了该方法的有效性。     

基于符号有序二叉决策图的装配序列生成技术

为提高装配序列规划求解效率和自动化水平,给出了装配体联结图模型、干涉向量和接触向量模型的有序二叉决策图描述,建立了基于符号有序二叉决策图模型及操作的可行装配序列生成技术.结合实例验证了基于有序二叉决策图的装配体模型和可行装配序列生成技术的正确性和可行性.     

基于特征语义的装配序列规划预处理方法

针对复杂产品装配序列规划复杂度高、求解效率低下的问题，提出了基于典型零件装配语义规则的装配序列规划预处理方法。构建基于特征的装配语义模型，表达零件的类型与几何特征信息，在此基础上构建典型零件装配特征库；通过基于属性邻接图的匹配方法，进行零件类型识别及子特征分割；基于典型零件的装配规则，建立装配序列规划矩阵的降维方法，提出基于装配序列规划矩阵的装配可行序列生成方法；以主动锥齿轮子装配为例验证了方法的有效性。     

装配序列规划中子装配体自动生成的算法

机械产品的子装配体划分是减小装配序列规划问题求解空间规模的有效途径之一。针对产品的子装配体识别的问题,提出了一种基于图搜索策略的子装配体识别方法。首先给出了产品子装配体的定义和性质,建立了表达装配体联接关系与零件空间位向关系的联接关系图与有向阻碍图模型;然后通过对联接关系图的极大连通子图的搜索,对有向阻碍图结点的合并与边的动态调整来生成子装配体,给出了算法详细的实现步骤,并利用一个实例验证了所提出方法的正确性和可行性。     

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。     

基于知识的装配序列规划方法研究

为了解决装配序列规划的计算机辅助生成问题,对产品的装配CAD模型进行了分析,得到与装配规划相关的几个重要信息,并对其进行知识表示。通过建立产品的装配特征矩阵,确定了装配零、部件在各个方向的自由度。根据从CAD模型中得到的信息和零、部件的自由度信息,制定了产品拆卸序列规划的推理规则和求解算法;按照“可拆即可装”的原则,倒置拆卸序列得到产品的装配序列。以球阀产品为例,详细介绍了本文提出的装配序列规划方法的应用。     

面向装配仿真的装配序列规划方法的研究

从装配仿真的角度对装配序列规划进行了详细分析,建立了一个层级关联关系模型描述机械产品零部件的层次关系,装配关联关系,并利用该模型实现了装配仿真与计算机辅助装配序列规划的集成。     

支持变约束的装配顺序随需式规划方法

针对复杂产品装配约束变更,引起装配顺序被迫变化的问题,以产品装配现场零件、工装、资源失效等情况为例,通过对装配顺序非常规规划的特征分析,提出基于灰色理论结合遗传算法的方式解决装配顺序非常规规划问题.建立基于复合基因组的基因7元组编码机制,考虑装配约束关系,提出综合装配并行度、子装配稳定性、装配聚合性、装配重定向性的适应度函数表示方法,通过遗传操作,有效生成由变动环节开始的装配顺序各择集.将遗传算法生成的装配顺序备择集作为灰色决策集,建立灰色关联模型,结合原始装配顺序,建立装配顺序参考序列,进行灰色关联分析,求解理想最优或次优装配顺序,实现复杂产品装配顺序非常规规划.将所提算法应用于某机型组件装配中,验证算法的有效性.     

装配顺序自动规划及其评价的研究

基于现有的商用CAD实体造型系统,提出了经动态干涉检测而得到装配体的干涉矩阵,详细分析了干涉矩阵的性质并通过干涉矩阵得到装配体优化后的装配顺序,同时提出了评价装配顺序的指标体系。     

基于配合节点序列的航天产品装配序列规划

不同于通常基于零部件的序列规划,提出用配合节点序列表征装配序列的方法。构建配合节点模型,并基于此构建装配序列模型及其代价函数。使用模拟退火算法对目标空间中装配序列进行寻优。以某航天产品的装配为例进行验证。结果表明该方法合理有效。     

基于遗传算法的装配序列规划

在数字化产品预装配研究中,装配序列规划是核心.采用遗传算法生成和评价装配序列,为提高遗传算法解决装配序列时的效率,采用矩阵编码,并选择和设计了相应的遗传算子.通过对各遗传算子性质的分析,证明了该方法的可行性.并用Microsoft Visual C 6.0开发了装配序列系统并举例验证了此系统.     

基于方向矩阵的装配序列规划

装配活动是产品制造的重要阶段,而装配序列规划则是装配活动自动化的基础。在分析了装配序列规划算法复杂度和大规模问题局限性的基础上,提出了基于联接的层次化装配序列模型,有效的降低了问题求解的规模;并通过充分挖掘出装配方向的改变对零件装配的影响,提出基于方向矩阵的装配序列规划算法,虽然忽略了一些可行序列,但是极大的减小了装配序列规划的时间复杂度。