复杂装配体多层次装配路径规划研究

针对传统装配路径规划方法应用于复杂装配体时出现的组合爆炸问题,提出了一种基于人机交互的改进A-Star(A*)算法多层次装配路径规划方法。算法在传统启发式路径规划算法的基础上引入了干涉威胁概率、平滑度代价、权重系数参数,实现了算法不同侧重方向的最优路径寻找。算法首先根据基于人机交互的路径规划方法结合操作者的装配经验将复杂装配体划分为多个装配层次段,其次对各层次段中的装配零部件运用改进A*算法求解最优拆卸路径,并最终根据路径反演原则生成整个复杂装配体最优装配路径。结合算法仿真对比与KUKA工业机器人路径规划实例验证,得出上述方法较传统启发式路径规划方法提升了路径规划效率,满足了工业生产中复杂装配体自动路径规划需求。     

虚拟装配仿真系统相关技术的研究

研究了一种等离子体增强化学气相沉积(PECVD)装备虚拟装配仿真系统,介绍了系统的装配模型以及装配顺序和路径的规划.建立了虚拟装配仿真场景结构图,并采用细节层次技术对仿真场景进行优化.为了能够实时、方便地修改装配序列和装配路径,准确地描述零部件在装配或拆卸过程中的位置姿态信息,提出了一种虚拟装配的描述语言代码(V代码)和虚拟装配函数(V函数).最后采用基于包围盒逐层分解的干涉检验方法,实现装配过程的干涉检验.该仿真系统有助于缩短产品开发周期、提高设计质量、降低装配成本.     

基于可拆卸性分析和图方法的目标拆卸序列规划

针对现有目标拆卸序列求解方法在拆卸并行性规划和计算效率上存在不足的情况,提出了一种目标拆卸序列优化算法。基于球面映射、非正交干涉矩阵以及复合拆卸路径判别等方法的运用与改进,研究了零部件可拆卸性分析方法;应用分层图方法,对目标零件进行定位,结合子装配体识别法,去除冗余拆卸步骤,并提高拆卸过程的并行性。通过实例对该方法的有效性进行了验证。     

旋转约束的船舶装配拆卸路径规划算法

研究船舶装配拆卸路径规划优化问题,设备在安装维修过程中时会受到各种约束的限制,对快速有效地规划可行的装配拆卸路径-直都是船舶虚拟原型设计中的难点之-.针对装配拆卸路径规划中的旋转约束问题,提出一种基于快速探索随机树(RRT)算法的新的旋转约束路径规划算法.算法针对RRT算法中基于欧拉角的三维空间旋转分量随机采样函数分布不均匀的问题,设计了一种新的欧拉角均匀分布随机采样函数来生成随机位姿点,将欧拉角距离引入到C空间距离度量函数中,对路径中的旋转变化量进行控制,并引导路径规划方向.进行仿真的结果证明,算法能够对高维空间中刚体的旋转范围进行有效控制,具有较高的装配效率.     

45 t岸边集装箱起重机可视化装配仿真

为缩短岸边集装箱起重机生产制造过程中的装配周期并降低成本,针对某45 t岸边集装箱起重机,基于面向装配设计的方法引入可视化虚拟装配技术,运用CATIA对其进行虚拟装配仿真分析,确定零部件装配层次关系,设计零件的部装、预拼装和总装等部分的整体装配流程.在CATIADMU平台建立基于仿真试拆卸的装配路径规划流程,并以运行小车滑轮组为例分析装配路径规划并进行装配干涉检查.该方法可以直观地显示出各零部件的可装配性,优化岸边集装箱起重机装配结构.     

模糊推理Petri网及其在产品拆卸序列决策中的应用

为了在产品拆卸序列决策时,简化拆卸路径的分析难度,提出一种以模糊推理Petri网为工具的产品拆卸序列决策模型.采用将模糊推理Petri网与矩阵运算相结合的形式化推理算法,对所提出的决策算法进行了论述.实例应用结果表明,此模型在产品拆卸过程规划中具有很强的并行处理能力,可以根据产品在拆卸过程中零部件的最新信息对每一步操作作出适时的智能化决策,从而实现将产品中若干零件作为子装配体进行拆卸的自动聚类识别,减少了产品拆卸的复杂性.     

装配序列规划中拆卸方向的确定

以产品为出发点进行拆卸判断,以拆卸顺序的逆生成装配序列是装配序列规划中常用的方法,而拆卸方向的确定量是其关键的一步,而将拆卸方向简化为与坐标轴平行的方向不能产生完备的可行装配顺序集,在分析装配过程的特点基础上,提出一种根据装配约束关系用球面几何计算拆卸方向和方法,首先,利用球面几何的方法求解局部拆卸方向集,取局部方向集所对应的球面多边形的形心为局部拆卸方向;然后,利用投影的方法测试此局部拆卸方向是否为全局拆卸方向,文中提出的方法可以方便地用于工程实践中。     

基于离散时间最优控制的航空发动机装配序列规划

为实现航空发动机维修差错的控制,采用基于优先约束关系的装配子网对发动机部件装配序列建模.在给定的装配评价准则下,将装配序列规划问题转化为最优变迁激发序列问题.引入离散时间的Pontryagin最小值原理(DTPMP),将极小化哈密顿函数这一全局优化的必要条件作为求解零部件装配序列的启发信息.为避免潜在死锁,给出了最优变迁激发序列算法.最后对最优装配序列规划算法的分析显示,该算法有多项式时间的复杂度.     

基于虚拟仿真技术的收割机零部件智能化装配研究

为准确实现收割机零部件智能化装配,并获取最佳收割机零部件智能化装配路径,该文设计了基于虚拟仿真技术的收割机零部件智能化装配方法。首先采用Pro/E软件构建收割机零部件三维模型;然后构建收割机零部件智能化装配结构树模型反映收割机与零部件间的父子关联特性,并设计零部件装配约束条件,以约束条件完成收割机零部件智能化装配;最后利用遗传蚁群算法获取收割机零部件智能化装配规划的最佳路径。实验表明,该方法既可实现收割机零部件智能化装配,又可计算出收割机零部件智能化装配规划的最佳路径,提升收割机的智能化装配速度。     

机器人化装配过程中的规则与判断支持

装配作业是一种精细复杂的智能控制作业.机器人化装配需要知识与判断的支持.本文阐述了装配作业的目标、主要装配关系和装配动作.给出了一组有关零部件拆卸装配的基本规则.探讨了约束的一种表征和移动拆卸的判断算法,在二维平面内验证了判断算法的可行性,给出了判断框图及源程序.