装配割集的可行性判断

在计算机辅助装配规划中,用割集法求解装配序列,需要对每一步割集分解进行可行性判断。本文综合考虑多方面的因素,提出按子超集关系、几何可行性、机械可行性、技术可行性和稳定性判断的顺序,分五步逐次判别装配割集的可行性,并给出具体实现方法。综合运用本文所提的可行性判断方法,可以在序列生成过程中高效、简便的得到可行的装配序列。     

模具装配中求解约束的自由度分析算法

采用符号法求解几何约束，能够避免建立和求解大型非线性约束方程组。基于符号法提出并构造了用于求解模具装配约束的自由度分析算法，能够快速有效地求解装配约束，同时较好的解决装配中的欠约束和过约束问题，更易实现模具装配设计过程中的智能化、自动化。     

一种新的装配模型及其求解方法

提出了反映一般装配体内在结构特性的稳定依赖关系的概念,在此基础上,建立了一种可扩展的有向图结构的装配模型,提出了模型的前处理和后处理,并分析了模型的求解方法。     

基于装配特征的零件自动装配

研究了装配模型技术，提出了一种根据零件及其装配特征的参考原点和装配基准面来确定零件移动位置和方向的方法，从而完成自动装配，可大大地减少计算机辅助装配系统输入的数据量，提高了装配速度。采用这一方法开发了基于CAXA平台的夹具快速装配子模块，取得了较好的效果。     

基于装配定位约束的功能公差规范设计

为研究与产品几何规范标准体系(Geometrical product specification,GPS)一致的功能公差规范设计方法,基于新一代GPS的恒定类研究零件在装配体中定位的接点分类及其优先次序确定原则,并对现有装配有向图进行改进,增加装配定位约束的表达;研究几何功能需求的表达与分解方法,并基于改进装配有向图研究了零件-零件之间分界面的公差规范设计技术,提出一种几何功能需求-几何规范的功能公差设计新方法,实例验证所提方法的可行性。     

基于约束的虚拟装配技术研究

为了实现基于约束的虚拟装配操作,给出了虚拟环境中装配约束的统一表达方法,以及约束与自由度的等价关系和运动自由度的归约等,提出了一套虚拟装配中的约束处理算法。首先,利用装配关系自动识别算法,判断两个零件几何约束元素之间的位姿关系是否在给定的误差范围内;其次,使用定位求解算法,使主动体零件在满足已经确认约束的基础上,以最小的位姿调整量满足新约束;最后,提出了基于广义坐标系的运动导航算法,根据装配零件满足的约束对其运动进行引导。这些算法已经应用于集成虚拟装配环境的系统中,实践证明它们能很好地支持集成虚拟装配环境的约束处理,实现了虚拟装配过程与实际装配过程的高度统一。     

基准定位的自动装配技术

提出了一种全新的模型自动装配策略,设计了具有通用性和完整性的产品自动装配模型,该模型引入装配接口概念,从装配关系出发,将产品自动装配模型划分为装配接口模型、定位关系模型和产品装配关系模型三个层次,主要解决装配信息的提取和独立于产品模型进行表达的问题。该技术也适用于模块化设计技术中接口模块的设计和实现,并可与现有的其它CAD技术结合使用。     

逐步求解的装配顺序规划方法

产品装配是一个为已装配体尚未完成装配的配合寻找可装配件的过程。针对该特点,提出逐步评判的装配顺序求解方法。建立装配规划约束的编码矩阵,采用混合编码的方式表示几何约束和语义约束。以混合编码矩阵为基础,通过装配约束推理和判断获得产品装配过程每一步的可行装配方案,作为装配顺序评价集。以装配方向改变、装配工具改变、装配体的稳定性和装配准确度要求作为规划因素集,运用多因素模糊综合评判方法为已装配体获取最优的装配方案,逐步缩小求解空间,直到规划完成所有零件的装配顺序。将该方法应用于某机型舱门骨架装配规划中,结果表明该方法合理、有效,能够满足工程实际需求。     

面向装配设计中装配方案的选择

装配序列规划的基础上，从降低装配难度、缩短装配时间等方面对装配方案作了研究。提出了装配方案选择的约束条件，并结合实例进行了分析。本文提出的方法为面向装配设计中装配方案的选择提供了依据。     

面向多刚体动力学仿真的自动装配技术研究

针对产品设计过程中CAD装配模型向动力学模型转化难题,提出了面向动力学仿真的自动装配技术。面向动力学仿真的自动装配技术由面向动力学仿真的满足自动装配要求的装配关系表达方法和基于CAD的自动装配技术两部分构成。应用该技术生成了某型减速器的装配模型。最后在Inventor中应用装配关系向运动学约束自动转化功能,生成了该减速器的基础动力学模型,在此基础上生成完整的动力学模型,该模型的分析结果与理论计算的结果相符,从而证明了该技术的可行性。     

基于图论的参数化求解方法的研究

通过对现有参数化求解方法的分析,提出了一种基于图论的参数化求解方法,该方法能方便地确定几何元素的求解次序,然后采用几何推理与数值计算相结合的方法生成满足要求的设计图纸,并对如何处理局部修改产品外形时约束集的维护进行了讨论     

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。     

自由度描述与装配约束图求解方法的研究

对几何基本图元进行配合时的约束产生的自由度空间进行了分析,特别是对于距离约束产生的复杂自由度空间进行了描述,给出了自由度空间的数据定义,使得复杂自由度和简单自由度能够统一表达;针对多个约束形成的约束图,将可能出现的闭环约束自动转化为近似闭环约束进行求解,进而采用迂回和递归求解的算法对近似闭环约束进行求解,为闭环约束求解提供了一种思路.     

组合夹具装配中零件尺寸及装配位置的确定方法

给出了自动确定和求解装配中元件尺寸或位置的启发式算法，介绍了参与装配零件的标定方法和装配时匹配关系与装配模型的表达方法，讨论了生成方向匹配链和方向约束链的方法，根据方向约束链和工程约束列出关于零尺寸和位置的约束方程组。该方法能使设计得在计算辅助装配设计时对零件的尺寸和位置进行调节，从而使设计得较为全面的考虑装配关系。     

虚拟环境中的快速产品装配建模

提出虚拟环境中“堆积木”式的快速产品装配建模方法,使设计人员可以方便地进行结构设计、修改,专注于产品功能的实现;介绍了与此方法相适应的配合约束的识别方法,提出“零件偏置体”的概念以便提高识别效率;并以关系图的方式记录识别到的配合约束关系,最终形成约束驱动的产品装配模型,从而有力地支持Ｔｏｐ－ｄｏｗｎ设计过程中装配体的演化。     

敏捷制造环境下装配产品变形设计方法

为了获得满足顾客个性化需求的装配产品设计方案 ,提出了通过修改现有成熟零件的设计的变形设计方法。建立了描述装配产品构成零件之间配合关系的模型并识别出反映装配产品构成零部件之间尺寸关联关系的约束组。每个约束组的变形设计过程被归结为一个混合整数线性规划 (MILP)问题 ,而所有约束组的MILP问题的组合求解过程则反映了装配产品的变形设计优化过程。开发了软件原型系统并进行了仿真 ,仿真结果表明该方法能够在合理的时间内获得新的、可行的装配产品设计方案 ,可以作为装配产品设计方案的生成器 ,以缓解顾客个性化需求对产品设计带来的压力     

计算机辅助装配顺序规划研究综述

首先对装配顺序的分类进行了综述,然后基于装配顺序规划的系统结构,从产品装配建模方法,装配顺序的产生,表示,评价及优化等角度,对目前该领域的国内外研究现状进行了分类和剖析,最后总结出今后计算机辅助装配顺序规划的研究发展方向。     

敏捷化开发环境下产品装配建模研究

为了实现以自顶向下为主、自底向上为辅的双向产品设计方法,本文提出了一种面向产品族的混合装配模型。该模型由装配骨架模型、层次模型、约束关系模型、零件属性模型及参数化设计模型组成。通过引入高层次的装配骨架模型反映设计者的设计意图并自动向下游传播装配约束,实现自顶向下面向过程的设计方法;通过引入低层次的约束关系模型记录零件之间的各种约束关系,检验、改进和完成最终装配模型的重建,实现自底向上的面向结果的设计方法;通过引入参数化设计模型完成装配体的变形设计,实现以往知识的重用。最后用实例说明该混合装配建模方法的有效性。     

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。