面向机器人装配的产品装配特征

基于机器人装配的特点 ,从 3个方面描述了产品的装配特征 ,将产品的装配特征表达为零件级特征、关联功能级特征和工艺级特征 ,据此特征可便利地进行产品的装配规划和可装配性评价。介绍了产品装配分析系统的结构框架 ,它可为后续生产活动提供信息。     

面向装配工艺规划与评价的装配特征建模

面向装配的设计是并行工程中的一项重要的使能技术。探讨了面向装配工艺规划与评价的产品建模方法。为了解决从CAD模型中提取装配关系的问题,阐述了基于装配特征建立产品装配模型的方法。     

基于装配特征的装配建模

提出了一种基于装配特征的零件装配模拟方法,设计者只需指定参与装配的两个零件上装配区域内的任一面,就可以自动完成零件装配的整个过程,在两个零件模型中,参与装配的面集及对应关系确定以后,零件装配的过程包括装配自由度,装配基面的确定及装配特征坐标系的建立等即可自动完成,在并行协同设计中,零件参数改变后,可以实现零件的完全自动装配,而不再需要设计者的任何操作。     

面向三维CAD的装配顺序建模系统研究

研究了面向三维CAD模型的装配顺序建模的原理、步骤和方法,先归纳出常见子装配体特征,再根据这些特征进行人机交互分析以划分装配顺序;开发了基于开目三维CAD的几何模型信息和三维CAD装配仿真模块的装配顺序建模系统;给出了使用该系统实现装配顺序规划的实例。     

面向装配序列规划的装配建模方法研究

为实现自动化的装配序列规划,提出了一种应用面向对象和Petri网技术定义的产品装配模型.该模型由静态模型和动态模型构成.基于模型定义,提出了局部装配可行性的判定依据,并据此建立了一种基于静态模型的动态模型构造算法.该算法通过逐层分析可能状态的变迁,最终获得装配体所有几何可行的装配序列.通过实例验证了该建模方法的有效性.     

面向装配的适应性特征建模研究

目前CAD系统中的特征建模主要是面向零件级的建模,不易直接建立和维护零件间存在的关联特征的协调性模型,如键与键槽、螺钉与螺钉孔等。针对上述问题,本文在研究了零件间特征映射关系的基础上,提出了一种面向装配的适应性特征建模方法。在零件间关联特征建模时,融入特征间的映射规则,构建出相应的映射虚特征,进而通过虚特征与基体零件进行布尔差运算,建立出对应的关联特征,从而实现零件间特征的快速建模。最后以模具设计为例,验证了上述方法的有效性和实用性。     

面向装配特征的CAD系统建模的信息模型

本文通过对ＣＡＤ系统建模技术的研究，提出了一种面向装配特征的ＣＡＤ系统建模的信息模型。这一信息模型可方便地采用面向对象的方法在计算机中描述与表达。     

基于层次链的产品装配过程建模方法

针对虚拟装配中装配过程模型信息表达不完整的问题,提出了一种基于层次链的产品装配过程建模方法.该方法引入装配任务和装配操作模型,通过粗粒度的装配任务与细粒度的装配操作相结合的装配过程建模,实现了虚拟装配中装配过程信息的完整性表达.该方法采用并行的装配操作,实现了对非线性装配过程的建模;引入调整零部件和拆卸零部件两种类型的装配任务,实现了对非单调装配过程的建模.此外,通过基于层次链的装配过程建模方法,实现了装配过程回溯、重做和回放等装配过程信息地管理和重用.最后自主开发了原型系统,并对相关算法进行了验证.     

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。     

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。     

基于STEP的XML特征建模方法研究

针对网络环境下产品数据的交换与共享,为实现产品信息的统一表达和网络传输、建立产品信息的网络化通用模型以及提高产品信息的后处理性,提出了基于产品模型数据交换标准的可扩展标记语言特征建模方法。首先,在详细分析产品模型数据交换标准特征框架的基础上,分解产品结构,并将其映射为相应的产品特征,完成产品信息的特征表达,建立完整的特征模型;然后,确定产品特征由EXPRESS到可扩展标志语言的映射规则和方法、可扩展标记语言特征建模框架和过程以及可扩展标记语言文档的解析与网络实现等,从而实现产品信息在网络环境下的产品信息传输、交换和共享。最后,通过Internet信息服务管理器平台建立了该方法的应用实例。     

面向集成的特征建模技术研究

针对基于特征的设计与制造集成的产品建模要求,提出几何模型与工程属性数据分离,并通过指针、引用建立关联的模型结构.该模型将数据统一管理,零件属性信息以独立于模型的XML(可扩展标记语言)文件形式保存.不同阶段所需信息通过XML文件进行传输.几何模型数据来源于特征库中的特征和用户自定义特征,以及人工输入的工程信息.在统一的产品模型数据源下,建立包含产品设计与制造信息的集成模型,为实现CAD/CAM集成提供数据.     

支持方案设计和技术设计的产品模型研究

基于表达设计意图和支持产品设计全过程的思想,分析方案设计和技术设计过程及产品信息的形成过程,提出支持产品方案设计和技术设计的产品模型。给出了产品组成结构、装配关系和结构设计3类产品信息的模型,其中结构设计信息包括装配特征、工艺特征和结构特征。列举并分析实现装配关系的装配特征实例,研究装配关系与装配特征间的功构映射,提出依据工程实际建立装配关系与装配特征间的稳定映射,实现产品设计知识的显示表达。最后用实例说明产品信息的传递和生成过程,验证该模型的有效性。     

装配产品变型设计建模方法及实现

针对装配产品的变型设计问题,研究了零部件的参数传递特性和关联规则,提出了纵向传递的参数传递树结构.通过引入装配变量,并组成参数传递链的节点,与参数化技术相结合,实现了一种装配环境下的产品建模和变型设计过程.最后,以剑杆织机变型设计模型为例,阐述了层次性建模、参数关联及参数传递等技术的实现.     

混凝土泵车的产品模块建模方法研究

针对泵车产品设计成本高和开发周期长的问题,采用模块化建模方法建立了泵车模块化产品开发平台。以泵车销轴为例,通过模块几何形状和结构参数分析,建立了销轴模块的主模型、主文档,生成了不同的销轴工程图实例。对泵车一级模块和二级模块的模块接口进行了类别划分。根据产品数据管理系统(PDM)和产品主结构,构建了订单产品模块化设计需要的模块分类树,划分出了泵车的基本模块、必选模块和可选模块,在此基础上进行了产品结构参数系列化设计和产品结构模块系列化设计。泵车模块建模方法在企业的实践结果表明:该方法减少和优化了约30%的零部件品种规格,缩短了近50%的产品研发时间,在降低生产成本的同时还提升了泵车产品的研发质量和品牌竞争力。     

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.     

基于装配特征本体表达的虚拟产品建模研究

在借鉴元对象工具思想的基础上,给出了装配特征的本体表达框架。采用四层元数据体系表达装配特征,并用网络本体语言描述装配特征本体信息。基于上述表达框架,提出了面向虚拟产品的全息语义模型。给出了模型数据的存储结构以及模型信息的重组算法。最后,通过应用实例验证了所提出的理论和方法。     

车身装配虚拟样机建模研究

传统的车身装配设计需要多轮实物试制,增加了周期和费用,为此提出了支持虚拟样机技术的车身装配集成建模框架。该集成框架分为基于焊装特征的装配建模、偏差传递计算模型和装配环境仿真模型等三个子模型,并以产品数据管理为平台,通过接口方式实现了各子模型中装配数据和过程信息的协调管理。最后给出了一个某实际车身前地板装配设计的实例。初步实践认为,该集成框架可对缩短装配开发周期、降低车身试制费用提供有效支持。