一种基于运动规划的选择拆卸序列规划技术

选择拆卸序列规划是产品维修或回收的重要环节,针对目前选择拆卸序列规划算法中自动化程度较低的问题,提出一种基于运动规划的选择拆卸序列规划方法。该方法首先根据复杂产品中零件数量繁多,形状不规则的特点,采用基于自适应动态多树的快速扩展随机树(Rapidly-exploring random tree,RRT)算法对零件进行运动规划。在此基础之上,通过对装配体进行自动分层处理,分析零件间拆卸约束关系,构建装配体的拆卸约束关系图。最后通过对拆卸约束关系图的分析处理,获得目标零件的选择拆卸序列。以某底盘的目标零件为例,对提出的算法进行了验证。     

基于改进干涉矩阵的机械产品拆卸序列规划

以生成正确合适的拆卸序列为目标,针对复合拆解路径问题提出改进干涉矩阵,用以表达零件之间的约束关系,以此为基础建立了干涉矩阵模型。为了避免复杂机械产品在拆卸时产生组合爆炸问题,提出了子拆卸体及其识别方法,以使得部分零件可以实现模块化拆卸。同时,引入了支撑矩阵来描述零件竖直方向的受力情况,作为拆卸中零件稳定性的判别准则。最后,文章通过机用平口钳案例验证所提出的拆卸序列生成方法的可行性。结果表明,该方法减少了生成拆卸序列的搜索工作量,有效地避免了不稳定性序列的产生。     

面向产品回收设计的拆卸序列规划

基于绿色产品设计的思想，定义了产品的层次化结构模型，对产品的拆卸进行了建模分析，并主要讨论了拆卸序列组合爆炸、零部件邻接矩阵、拆卸算法等关键问题，实现了产品回收与再设计的拆卸序列规划。     

基于层次结构的拆卸序列生成研究

本文提出基于CAD软件三维模型的装配层次关系而建立的层次网络图模型,并由此生成产品邻接矩阵.并采用约束逐步解除法生成拆卸序列.较好的解决了因零件较多而出现的组合爆炸问题.     

面向零件不可拆的复杂产品拆卸序列规划

针对实际拆卸过程中可能遇到的零件不可拆问题,为提高拆卸效率、降低拆卸成本,提出了面向零件不可拆的复杂产品拆卸序列规划方法.为更好地表达产品拆卸信息,构建了拆卸混合图模型；为产生新拆卸方案,提出了模型重构方法,该方法通过构建已拆卸零部件集、受影响零部件集、子受影响零部件集来实现模型的更新；根据目标拆卸体的可拆卸性,并结合拆卸序列优化算法来产生具体的拆卸方案和拆卸序列.以洗衣机为例对所提方法进行了验证,结果表明该方法较好地解决了零件不可拆问题,产生了切实可行的拆卸方案和拆卸序列,降低了拆卸成本、提高了拆卸效率和拆卸安全性.     

面向机械零件设计的可选择性拆卸策略研究

机械零件可选择性拆卸规划能够实现从一个装配体上拆除一个或几个零件,这对于产品维修、报废处理和回收利用是非常有用的。尽管完全拆卸规划算法也能得到可行的拆卸序列,但由于完全拆卸规划方法需要将装配体的所有零件都进行拆卸,通过适当的分析和评价也能找到所需的可行拆卸序列,但这是非常困难的,特别当零件数量较多时,通常得不到最优解。本文在建立广义的机械零件CAD模型的基础上,定义了装配体中的拆卸波是装配体中某些零件的一种拓扑关系,可反映零件之间的拆卸顺序。并在此基础上提出了一种基于拆卸波的零件可选择性拆卸规划算法。该算法的计算量小,容易用它来进行高效的搜索,获得最优的零件可选择性拆卸序列。     

复杂产品拆卸层次模型与构建方法研究

针对目前复杂产品拆卸序列规划过程中拆卸信息模型复杂、构建困难等问题,对拆卸信息模型的约束含义、表示方式、构建方法等方面进行了研究,提出了一种基于拆卸部件几何约束关系同步解除的拆卸层次模型及其构建方法。定义了拆卸层次模型,以描述零部件间的接触、空间、拆卸优先级等约束信息;提出了子拆卸体的获取方法,通过复杂产品拆卸任务分层,逐层获得了子拆卸体,生成了初始拆卸层次图模型,给出了拆卸约束简化规则,去除了模型中的冗余信息,形成了拆卸层次模型;最后,利用某一发动机对所提模型和构建方法的可行性进行了验证。研究结果表明:该方法充分结合了复杂产品的模块化设计的特点,提高了建模效率,为复杂产品自动化拆卸问题的计算机求解提供了支持。     

基于特征的产品装配序列自动规划研究

以问题规约的求解策略,以分解法规划产生的装配序列,提出与或图表达装配体拆卸序列解空间。通过求解拆卸序列与或图的解空间得到装配体的拆卸序列,将拆卸序列反向得到装配序列。为降低装配体拓扑联接图的复杂度,对作业组件做识别,文中提出判断零件拆卸性的 ３ 个条件,大部分零件无需进行干涉检验,而由逻辑推理即可判断是否满足拆卸条件,每一成功拆卸操作对应于一个拆卸或装配序列,避免了多次试凑,有更高求解效率,可更广泛地用于装配序列求解上。     

面向复杂机械产品的目标选择性拆卸序列规划方法

为提高复杂产品目标选择性拆卸序列规划的效率,基于自底向上的思想,提出一种拆卸混合图和粒子群算法相结合的方法。为了表达产品零部件间的内部约束和拆卸优先关系,建立产品拆卸混合图模型,并推导出可拆卸性约束表达式。基于粒子群优化算法,给出目标选择性拆卸序列规划问题的数学描述和粒子适应度计算公式。利用图深度搜索算法确定拆卸目标位置,并设计目标驱动递归推理法生成可行目标选择性拆卸序列,以此初始化粒子,通过粒子进化,实现了复杂产品目标选择性拆卸序列最优化的快速求解。以一个全自动洗衣机为拆卸实例,用所提方法进行目标选择性拆卸序列规划求解,通过分析试验结果,证明了该方法的有效性和可行性。     

基于粒子群算法的产品拆卸序列规划方法

为求取复杂产品的最优拆卸序列,建立了一种产品拆卸赋权混合图模型.利用该模型可以有效地表达组件问的拆卸优先关系,将零件的拆卸序列规划转化为图模型寻优的问题.基于该模型,推导出可拆卸性条件,并通过几何推理的方法产生可拆卸序列.针对复杂产品拆卸序列规划的特点,为了将赋权混合图模型映射到粒子群模型,给出了粒子速度和位置公式以及粒子进化规则,构建粒子适应度,应用粒子群算法实现了复杂产品的最优拆卸序列规划.最后,通过一个实例验证了该方法的有效性.     

复杂产品并行拆解建模及规划方法研究

为提高复杂产品并行拆解的效率,提出了一种针对复杂产品的并行拆解建模及规划方法。通过构建拆解约束图确定零件之间的连接关系,利用传递闭包算法进行聚类分析,将产品分解为若干个组件的集合。提取组件与组件之间的连接零件集合,利用人工蜂群算法对连接零件集合以及每个组件分别进行拆解规划,从而得到复杂产品的并行拆解模型及规划序列。以摩托车发动机的并行拆解为例,对该方法进行了验证,结果表明该方法能有效地实现复杂产品的并行拆解,提高复杂产品的拆解并行度和拆解效率。     

基于改进人工蜂群算法的产品拆卸序列规划

为了提高复杂产品拆卸序列规划效率,提出了一种改进的人工蜂群算法用于此类问题求解。通过拆卸混合图表达产品零部件之间的连接关系和优先约束关系,并推导出可行拆卸序列的约束表达式,建立拆卸序列规划数学模型和适应度计算公式。对初始种群进行了优先约束规划,提出一种可行度算法用于蜂群对蜜源的搜寻与选择。定义了自适应选择参数、动态平衡可行度与适应度算法的优先配比,以实现复杂产品拆卸序列规划的快速求解。最后以内啮合齿轮泵为实例,利用所提方法进行了拆卸序列规划求解,通过分析实验结果,并对比传统人工蜂群算法,证明了该方法的可行性和高效性。     

基于改进遗传算法的拆卸序列规划

拆卸序列规划是拆卸回收的关键部分,为了提高拆卸效率,找到产品最优拆卸方案,根据产品拆卸对象的优先关系和连接关系建立优先约束矩阵,同时依据拆卸组合优化的特点改进基本遗传算法的染色体编码方式和遗传算子,基于优先约束矩阵判别拆卸序列的可行性,改进算法流程,并利用MATLAB软件进行编码运行计算,得出产品的最优拆卸序列,最后通...     

[退役产品拆卸和回收利用]基于向位妨碍的约束状态图模型及其拆卸序列

为了有效衡量拆卸过程中零部件约束方向区间的大小,提出了一种基于向位妨碍的约束状态图模型及其拆卸序列生成方法。根据零部件之间在拆卸过程中的约束类型及空间妨碍关系,提出了一种三维向位妨碍的概念及其计算方法,并构建了基于向位妨碍的约束状态图模型;在此基础上构建了相应的状态矩阵和拆卸算子矩阵,将拆卸过程转化为拆卸算子矩阵与状态矩阵的迭代运算过程,并给出了相应的拆卸规则及拆卸序列规划算法。以平口钳产品拆卸为例,进行了拆卸建模与序列规划求解,结果表明该方法有效、可行。     

考虑不定拆卸程度的选择性异步并行拆卸序列规划

针对废旧产品再生过程中常用的选择性拆卸规划方法无法全面考虑所有零部件再生收益的问题,提出了考虑不定拆卸程度的选择性异步并行拆卸序列规划方法。通过拆卸混合图表达产品零部件之间的连接关系和优先约束关系,在此基础上,以目标件逆向搜索出的最小必拆零件集合为拆卸程度下限,获取不同拆卸程度集合;以拆卸时间最小、拆卸利润最大为优化目标建立了数学模型,提出了一种改进的生物地理学优化算法进行求解优化;结合拆卸序列规划问题特点,设计了基于三层链表的编码方式,采用随机拓扑结构以提高算法的搜索能力;最后以机械臂与二级圆柱圆锥齿轮减速器为实例,验证了所提模型和方法的可行性和有效性。     

Disassemblability Modeling Technology of Configurable Product Based on Disassembly Constraint Relation Weighted Design Structure Matrix（DSM）

The current research of configurable product disassemblability focuses on disassemblability evaluation and disassembly sequence planning. Little work has been done on quantitative analysis of configurable product disassemblability. The disassemblability modeling technology for configurable product based on disassembly constraint relation weighted design structure matrix （DSM） is proposed. Major factors affecting the disassemblability of configurable product are analyzed, and the disassembling degrees between components in configurable product are obtained by calculating disassembly entropies such as joint type, joint quantity, disassembly path, disassembly accessibility and material compatibility. The disassembly constraint relation weighted DSM of configurable product is constructed and configuration modules are formed by matrix decomposition and tearing operations. The disassembly constraint relation in configuration modules is strong coupling, and the disassembly constraint relation between modules is weak coupling, and the disassemblability configuration model is constructed based on configuration module. Finally, taking a hydraulic forging press as an example, the decomposed weak coupling components are used as configuration modules alone, components with a strong coupling are aggregated into configuration modules, and the disassembly sequence of components inside configuration modules is optimized by tearing operation. A disassemblability configuration model of the hydraulic forging press is constructed. By researching the disassemblability modeling technology of product configuration design based on disassembly constraint relation weighted DSM, the disassembly property in maintenance, recycling and reuse of configurable product are optimized.     

面向绿色制造的产品选择拆卸技术研究

针对机电产品的绿色制造,分析了产品生命周期中设计、服役使用和退役处理三个阶段的产品零部件选择拆卸问题;提出了基于蚁群算法的产品选择拆卸规划方法,给出了面向选择拆卸的产品图建模和选择拆卸序列的动态构建过程,并考虑拆卸方向改变次数和拆卸零件总数原则,以求解优化的选择拆卸序列;讨论了面向全生命周期的产品选择拆卸平台构成,并初步实现了平台的功能.最后,用实例说明了选择拆卸平台的工作过程.     

一种基于多色集理论的产品拆卸模型研究

针对现有拆卸模型存在的诸多不足,提出了一种基于多色集理论的产品拆卸模型.该模型中,基于多色集理论定义了零件单元连通性的概念和可拆卸性的概念,并分别设计了连通零件单元生成算法和可拆卸性判断算法.应用连通零件单元生成算法直接生成连通的零件单元,避免了在拆卸过程规划中许多非连通单元的干扰;利用可拆卸性判断算法对生成的连通单元进行筛选,剔除其中不合理的零件单元.在此基础上,建立基于多色集理论产品拆卸模型,以零件所受累计约束数的大小规划产品的拆卸序列,并构建了多色集递阶结构图表达产品的拆卸过程及拆卸序列.