基于有向约束图的装配序列并行化方法研究

并行装配与串行装配相比可以缩短装配时间,提高装配效率。为了实现产品的并行装配,提出了基于有向约束图的装配序列并行化方法。定义了装配约束矩阵和零件约束度的数学模型来描述装配体在装配过程中各零件的干涉状态,建立了装配体的有向约束图描述零件间的约束关系,给出了基于关联解除的有向约束图分解方法生成装配序列,采用装配序列并行化策略产生了基于多叉树结构的并行装配序列。通过机用虎钳装配实例验证结果表明了该方法的可行性。     

基于子装配体的并行装配序列规划方法研究

针对复杂产品的装配规划过程较为繁琐的难题,提出了一种基于子装配体的并行装配序列规划方法。将子装配体运用到序列生成的过程当中,通过对子装配体的识别,然后将识别后的零件进行并行序列规划,实现了优化装配序列的目的。通过实例验证,结果表明此方法比纯粹的并行化规划产生的序列少,简化了整个装配序列产生时所参与的零件数,简化了复杂产品的规划过程,提高了装配效率。     

在装配序列规划中子装配体识别方法研究

提出了基于关联图与基础零件识别子装配体的方法.首先从有向图识别基础零件.通过模糊数学理论建立几何和工艺优先约束因素相对于装配难度的隶属函数,以综合函数值作为权值得到赋权配合关联图.然后通过设置难度系数和以基础件为核心对节点进行合并与组装得到简化配合关联图.在此基础上通过一定的规则和基础零件识别子装配体.最后通过实例验证方法的可行性.     

基于模糊粗糙集的并行装配序列规划方法

复杂产品的并行装配受到各种因素的制约,增加了并行装配序列规划的难度.提出了基于模糊粗糙集的并行装配序列规划方法.定义了并行度作为整个装配体的全局并行装配约束参数,给出了零件装配指标表来描述装配体中各零件的装配特征参数、结构特征参数和约束特征参数.根据这些参数,将待安装零件作为知识论域,提出了适切隶属度函数作为评价指标的不可辨识关系,在基于知识论域和不可辨识关系表示的知识库中采用模糊粗糙集模型,生成装配并行序列.机用台虎钳和等离子体增强化学气相沉积装配实例验证结果表明了该方法的有效性.     

基于二进制编码的并行装配序列规划方法研究

为了提高复杂产品的装配效率,提出了基于二进制编码的并行装配序列规划方法,实现产品的并行装配.通过二进制编码来描述产品各零件之间的装配优先关系,定义了带时间约束的装配特征表,使用二进制运算操作来更新装配过程中零件间的优先关系,提出了并行装配序列的生成算法,适用于复杂产品的并行装配规划.机用虎钳实例验证结果表明了该方法的可行性和有效性.     

装配主线引导的典型部件智能化装配方法

针对产品装配智能化提升需求及人机交互操作引起的装配效率问题，提出一种装配主线引导的典型部件智能化装配方法。依据部件装配结构和特征配合等属性，通过提取装配特征对及装配特征序列化配合关联信息，对装配特征匹配关系进行等效简化，构建装配特征配合关系图。引入装配主线概念，以部件装配主路线及关联装配配合等完成装配主线的分类及装配主线内各级主线的智能装配；以装配主线间配合寻位、特征配合自由度规约及装配序列规划等为引导，通过主线端口匹配，完成各级装配主线间的装配配合序列和关系构建。基于特征配合约束映射、装配特征对匹配推理算法及装配建模智能算法等环节，实现典型部件的动态智能装配。以典型部件为实例验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于配合约束的装配序列规划的遗传算法研究

为提高装配序列规划问题的寻优效率,提出了一种将装配约束条件和遗传算法相结合的求解方法.对配合约束进行了分类并给出每种类型特征尺寸的定义.在此基础上,引入特征标签的概念,用于描述零件的装配特征信息和配合约束关系.根据零件间特征标签的相似程度设计了可装配度函数,以度量装配的可行程度,并以该函数为基础构建了遗传算法的适应度函数.另外,为减少无用个体的数目,提出了基于配合约束的子代个体的保留策略,并以此为指导进行子代的有效性检验.最后,通过实例说明了该算法的有效性.     

虚拟装配中装配公差的检验分析

装配性能分析的主要内容之一是装配公差的分析。阐述了虚拟装配系统中公差并行设计的过程，建立了零件尺寸公差与装配体配合公差的模型，利用约束关系图表达了零件尺寸信息与装配体配合关系信息，利用尺寸公差模型与约束关系图通过有关算法生成装配尺寸链。介绍了公差分析的两种方法，并以孔轴的径向配合为例，利用极值法进行装配公差检验，针对检验时出现的各种不合理结果进行了详细分析，并提出了设计公差相应的修改意见。     

基于联接约束的装配定位判别方法

针对学生对装配图绘制方法不易接受,把绘制装配图理解为零件视图的简单堆砌、图样不能正确表达零件间装配关系的问题,提出了基于联接约束的装配定位判别方法,列举了联接面常用的4种约束方式:配合、贴合、旋合、啮合,指导学生在绘制装配图时,分析零件间联接面的约束方式,使零件在装配体中实现定位,然后把零件视图绘制或插入在装配图的准确位置上。该方法引导学生主动分析装配关系,有效避免了装配图样中结构表达的错误。     

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。     

基于优先约束关系的装配序列规划研究

利用联结图方法建立设备的装配关系模型,生成联结矩阵,并利用子装配体的概念对模型进行简化.利用联结图模型分析零件间的优先约束关系生成优先关系矩阵,利用优先约束矩阵生成设备的可行装配序列,为设备装配序列选优提供基础.     

装配序列生成的有序二叉决策图技术研究

为提高装配序列规划求解效率,在图论割集法的基础上,引入有序二叉决策图描述装配关联图、装配操作、装配几何可行性和装配稳定性.利用装配优先约束关系,简化装配关联图,设计了基于符号有序二叉决策图技术的装配序列生成算法,分析了该算法的时间复杂度.在每一次割集分解之后,检验子装配体的几何可行性和稳定性,实现装配序列生成过程中状态空间的隐式表示和搜索.研究实例验证了基于符号有序二叉决策图技术的装配序列生成算法的可行性和有效性.     

An Intelligent Computer-Aided Assembly Process Planning System

This paper presents an intelligent computer-aided assembly process planning system (ICAAPP) developed for generating an optimal assembly sequence for mechanical parts. The system employs a graph set technique for creating an assembly model. The set includes an attributed topological graph, an attachment constraint graph, a tolerance graph and a special process constraint graph. In the generation of assembly sequences for any product, the critical problems to be addressed include determining the base part, selection of subassemblies, defining all necessary constraints, and quantifying and solving these constraints. In the ICAAPP system, algorithms have been developed for the selection of the base part, defining of the subassemblies, and determination of the constraint values. A simple mechanical assembly is used to illustrate the feasibility of the proposed algorithms.     

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.     

Assembly sequences merging based on assembly unit partitioning

Assembly sequence planning is a typical of combinatorial optimization problem which is difficult to be tackled when the number of parts of assembly becomes large. To reduce the searching space of assembly sequence planning of complex products, assembly sequences merging based on assembly unit partitioning is suggested. Assembly unit partitioning is presented to decompose the complex products into a group of assembly units containing a reduced number of parts or components, and the assembly design constraints and the assembly process constraints are comprehensively taken into account. The global optimal assembly sequences can be acquired through three steps. Firstly, the assembly units and decision graph of assembly unit are generated utilizing fuzzy analytical hierarchy process approach. Secondly, the optimal or near-optimal subsequences of assembly units can be obtained with current efficient methods of assembly sequence planning. Thirdly, under the assembly interference of assembly relations (geometrical constraints) of the whole products and the assembly precedence concluded by subsequences of assembly units, the assembly sequence merging is implemented to generate the global assembly sequences, and the optimal sequence is obtained through assembly sequences evaluation. The assembly constraints considered at the two previous steps is represented by the evaluation function. The effectiveness of the method is verified by an illustrative example and the results show that the searching space of assembly sequence merging of complex products is reduced remarkably and the optimal assembly sequence of the whole produces is obtained.     

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。     

轴系组件的结构检索方法

针对轴系组件难以分类检索问题,提出一种基于结构相似的轴系组件检索方法。将零部件间联接面的配合所构成的联接抽象为装配副,通过装配放置约束和定性几何约束描述装配副元素间的几何关系,将组件划分为若干子结构,通过包含在不同子结构中同一零件功能表面间的连接关系描述子结构间的连接关系,并分别用装配连接图和子结构连接图建立组件结构模型,讨论了轴系组件子结构的划分方法。装配连接图和子结构连接图中的环结构和分支结构分别通过断环和圆括弧描述,这样,轴系结构就可以用字母和数字的线性序列来表示。借鉴化学数据库中化合物的线性符号表示法,对轴系结构进行编码,通过组件结构码,建立轴系组件的结构检索机制。并以圆锥齿轮悬臂支撑结构轴系组件为例验证方法的有效性。     

基于复合装配图进行装配序列规划的研究

为了构建一个有效且便于使用的装配序列规划系统,给出了一个开放式装配模型———复合装配图,以有向装配连接图表述零件之间的优先关系,利用检查有向圈、删除冗余有向边确保该图正确、简洁。在此基础上,用无向边连接没有优先关系的零件,并根据装配代价和装配可行性对有向边、无向边赋权值,得到复合装配图。将装配序列规划描述为在复合装配图中求解特殊的最优H回路,并且基于分支定界法给出了满足优先关系、装配可行性、装配代价优化的装配顺序规划算法。最后通过实例验证了算法的有效性。     

并行装配环境下的装配序列评价研究

装配序列可行性评价是CAAPP的重要环节,对后续操作起着决定性的影响。采用简单实用的连接因子、操作因子、布局因子和稳定性因子,实现了装配序列的技术可行性评价;针对几何可行性评价的实际需要,提出并实现了基于树—图转换的序列几何可行性评价方法,并开发了相应的功能模块。