基于子装配识别和有向割集的装配序列研究

基于图论和子装配识别,提出了装配序列规划方法.把有向图理论运用到装配建模,提出了用有向装配关联图来表示装配关系.通过对装配体的结构分析,定义了子装配体,并且将子装配体进行分类.然后通过于装配识别和有向图割集,实现了装配序列规划的生成.此方法比单独的有向割集计算量少、产生的序列少.最后将该算法运用到阀门装配体中,验证了其有效性.     

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。     

面向装配规划的可重构装配模型

为提高复杂产品装配规划的效率,针对当前装配模型不能有效支持结构重构的问题,分析了重构对装配模型中信息变更的影响,提出了一种基于装配关系元的装配关系模型表达方法,实现了装配模型中关系信息和层次信息的柔性关联,进一步给出了可重构装配模型的信息组织方法和存储机制。在引入相关重构算法概念的基础上,给出了装配模型信息动态管理维护算法,以保证装配模型信息在重构前后的完整性与一致性。通过产品实例说明了上述研究成果的可行性和实用性。     

一种基于特征的快速装配方法

为提高模型装配效率,提出了一种基于装配特征的产品快速装配建模方法.该方法首先由用户根据装配特征定义产品装配模型,然后由程序自动将基于特征约束的装配模型转换为常规的基于几何约束的装配模型,从而实现快速装配.研究了装配特征表示、基于特征约束的装配模型和约束转换等关键技术,并以馈线结构快速装配系统为案例,验证了方法的有效性.     

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.     

基于中国邮路算法的装配序列规划

基于中国邮路问题及其解法，提出装配序列规划的新方法。把网络图理论引入装配关系模型表达，提出无向装配网络图模型，使装配序列规划问题成为中国邮路问题；通过对装配网络图实施变换，装配模型转换为有向图，生成装配序列，同时给出变换为有向图的方法。该方法计算量小，产生的装配序列均为有效序列。最后，以一个装配实例验证算法的有效性。     

基于混合蛙跳算法的复杂产品装配序列规划

为提高机械产品的装配效率,提出一种基于混合蛙跳算法的产品装配序列规划方法。该方法针对混合蛙跳算法中各个模因组内的最优样本容易出现趋同性的现象,引入遗传算法,提出最优样本的差异性控制策略,以改善种群的差异性。建立了以装配操作稳定性、惩罚函数、装配方向改变次数和装配工具改变次数为装配序列评价指标的适应度函数模型。以一个装配体实例分析该算法的特性,验证了改进混合蛙跳算法的可行性和稳定性,并将该算法与标准混合蛙跳算法和遗传算法相比较,证明了改进混合蛙跳算法更有效。     

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.     

装配工艺规划中装配序列生成与评价方法研究

装配序列生成是计算机辅助装配工艺规划（ＣＡＡＰＰ，ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｉｄｅｄＡｓｓｅｍｂｌｙＰｒｏｃｅｓｓＰｌａａｎｉｎｇ）的关键环节。本文首先给出了基于特征产品装配模型，然后提出基于割集理论的装配序列自动生成算法。该算法根据评价准则采用ＡＯ搜索算法寻找最优的装配序列，既节省了装配成本和时间，又减少了算法的时间和空间复杂性。     

一种基于有向割集分解的装配序列生成改进算法

基于有向图割集分解的装配顺序规划算法是在无向割集的启发下,结合有向图设计出的一种新的装配序列生成算法.尽管有向割集分解算法本身具有优良的计算和描述特性,但已有的有向装配联接图模型却存在不少缺陷.在保证装配过程与拆卸过程可逆的前提下,对已有的有向割集算法进行合理的改进,加入了反映装配结构特性和内在关系的操作,建立了分层有向装配连接图模型,提出了基于该模型的装配顺序分层规划方法,并通过实例验证了改进算法的有效性.     

基于Petri网的虚拟装配环境建模及其应用

通过分析虚拟装配环境的结构及性能,针对场景图数据结构在虚拟装配应用中的不足,定义了一种基于知识的层次对象时间Petri网,并用于建立虚拟装配环境的应用层模型。该模型以虚拟手的位姿作为输入,运行后输出具体的操作事件更新场景图,完成装配活动,以满足虚拟装配环境的实时和并发等动态性能要求,实现了虚拟装配大量离散事件的处理及装配意图的响应。给出了基于知识的层次对象时间Petri网的产品装配模型表达,不仅表达了产品结构及装配关系,同时记录零部件在装配过程中的方位及约束状态等动态信息,从而在虚拟装配环境中实现了装配与拆卸并存的实际装配活动。此外,还给出了由产品装配层次图生成的基于知识的层次对象时间Petri网装配模型的算法,说明了基于应用层模型的装配、拆卸操作以及装配过程仿真,开发了原型系统。     

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.     

产品装配顺序的层次化推理方法研究

提出一种装配优先关系分类模型，将装配顺序规划过程中的各种装配优先关系分为几种优先关系，确定性工艺优先关系和模糊性工艺优先关系3类。并在此基础上，提出层次化装配顺序推理方法，分别从装配顺序的几何可行性、工艺可行性和工艺优良性3个层次，对装配顺序进行递进推理，最终得到性能优良的装配顺序。开发的产品装配分析软件原型系统－－PAAS可以对复杂产品的装配顺序规划进行有效的分析和优化。     

虚拟现实环境下交互式船舶装配序列规划研究

针对传统装配序列规划方法解空间大、模型简单的问题,提出了应用虚拟现实技术解决船舶装配序列规划问题的方法。该方法分为虚拟拆卸和方案评价两个阶段,分析了虚拟装配平台上进行虚拟拆卸的基本流程和关键技术——虚拟环境下的实体模型表达和基于装配约束的运动导航。建立了船舶装配序列评价模型,确定了零件重量、装配时间、装配稳定性和装配过程难度等面向手工装配的评价指标。最后,用某船舶机舱区域的规划实例进行了验证,结果表明该方法生成的装配序列对实际船舶装配生产具有指导作用。     

支持虚拟装配的装配约束关系信息动态生成

分析了虚拟装配规划中装配模型重构对装配约束关系信息的需求,提出了装配约束关系信息动态生成的处理技术.通过分析装配特征及装配特征信息,建立了基于装配特征的装配关系模型.将装配约束关系信息以零件为单位构建零件装配约束关系集,以子装配体内所有零件装配约束关系集为集合元素,构建子装配体装配约束关系集族.通过子装配体装配约束关系集族的"广义并集"与"广义交集"的差运算,获取子装配体与其外部零件之间的装配约束关系信息;通过子装配体或装配体的装配约束关系集族的"广义交运算",并利用装配约束二元关系的传递性,获得零件之间未定义的装配约束关系信息,从而实现装配关系模型信息的动态生成,以支持虚拟装配中装配模型的重构、装配规划和装配仿真.     

支持自顶向下模具设计的装配建模方法

按照自顶向下的设计思想,应先进行装配设计再进行零件设计,因而装配设计时缺少零件的实体信息,通过引入装配特征的概念,使得模具装配设计面向的是装配则不是实体零件,从而实现先装配后零件的设计顺序。     

面向产品全生命周期的虚拟装配技术研究

阐述了虚拟装配的内涵。从可装配性设计原则、可装配性分析评价和装配过程仿真3个方面,建立了面向产品全生命周期的虚拟装配技术体系结构,并分析了该体系结构的虚拟性、并行性、集成性和协同性的特点。对虚拟装配模型、虚拟可装配性分析与评价、虚拟装配工艺规划及虚拟装配系统规划等虚拟装配关键技术进行了研究,并初步构建了面向产品全生命周期的虚拟装配环境。     

虚拟环境下线缆和管路装配规划系统体系结构研究

首先分析了复杂产品中线缆和管路在设计和装配环节存在的问题,指出虚拟现实技术为解决线缆和管路的优化布局及可靠性装配提供了一种可行的技术途径,并分析了借助虚拟现实技术进行线缆和管路装配规划的优点.其后,分析了虚拟环境下线缆和管路装配规划的特点与内涵,提出了虚拟环境下线缆和管路装配规划系统的总体业务流程,并以功能模型和数据流模型进一步阐述了该业务流程.最后,提出了虚拟环境下线缆和管路装配规划系统的体系结构,原型系统的实现表明,该体系结构具有较好的开放性和可扩展性.     

面向防错的混合装配线物流监控

从装配过程的物流控制角度出发,提出了混合装配线主物流和辅助物流的控制策略和方法,给出了详细的数学模型。设计实现了基于装配过程物流控制的防错方法,提供了提高装配质量的手工混合装配线防错控制系统。结合某企业的变速器装配线,给出了系统的应用说明。