基于几何推理的装配序列自动规划研究

以问题规约的求解策略和分解法规划产生的装配序列,提出与或图表达装配体拆卸序列解空间,通过求解拆卸序列与或图的解空间,得到装配体的拆卸序列;将拆卸序列反向得到装配序列,为降低装配体拓扑联接图的复杂度,以作业组件做出识别,文中提出判断零件可拆卸性的三个条件,使大部分零件无需进行干涉检验,而由逻辑推理即可判断是否满足拆卸条件,避免了多次试凑,有更高求解效率,可更广泛地用于装配序列求解上。     

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。     

基于配合特征的机械装配自动规划

本文根据机械装配配合特征确定装配操作优先顺序,并设计了相应的算法。提出利用布尔矢量表示装配优先顺序,利用图的拓扑排序实现装配任务的自动规划。     

装配序列规划问题的CSP模型及其符号OBDD求解技术

完全、正确的可行装配序列的表示和生成是装配序列评价、优化和选择的前提,为此建立了单调非线性装配意义下的可行装配序列规划问题的约束满足问题(CSP)模型,并给出了基于有序二叉决策图(OBDD)的符号求解算法.首先以装配联接图和移动向量函数为装配体模型,给出了装配联接图模型的共享二叉决策图(SBDD)表示、移动向量函数的OBDD表示,以及装配序列规划问题的CSP描述;然后将生成所有可行装配序列的问题转化为对CSP求解所有可能解的问题,利用回溯算法对CSP问题进行符号OBDD求解,得到了满足几何可行性约束的所有可行装配序列.最后通过装配体实验验证了基于CSP模型和OBDD推理的装配序列生成技术的正确性和可行性.     

基于图的子装配识别与装配序列规划

本文基于图建立了装配模型,并提出了一种基于配合关联图的子装配识别和装配序列 规划方法．直接从配合关联图出发识别出围绕箱体、轴和螺纹联接等典型零件所形成的子装 配;对配合关联图进行了简化,完成了基于配合关联图的装配序列规划．     

智能装配规划中的拆卸方向计算

提出了基于装配约束的离散化单位球面的拆卸方向计算方法．首先利用离散化的单位球面计算局部拆卸方向集,通过离散点坐标的加权平均求取拆卸方向集的质心;然后通过可拆卸性判断获得可行的全局拆卸方向．应用表明,该方法可有效地降低复杂产品拆卸方向求解的计算复杂度．     

基于规则和爆炸图的装配序列规划

提出局部爆炸图的概念,运用几何干涉规则生成各直角坐标方向的局部爆炸图;在确立各方向的合并顺序后,用合并规则生成各零件的合并约束前元集;并据此进行局部爆炸图合并求解装配序列,实现了规则推理和几何推理算法的紧密结合,有效地避免了装配序列组合爆炸,降低了装配规划的计算复杂度,保证规划所得装配序列的可行性和实用性．     

基于OBDD的拆卸几何可行性判别方法研究

在基于割集的拆卸序列生成算法中,对拆卸操作的几何可行性进行判别是频繁的操作.引进有序二叉决策图OBDD合理表示拆卸约束,设计了基于OBDD的几何可行性判别算法,比较了基于OBDD的判别算法与基于移动函数的判别算法的时间复杂度,结果表明基于OBDD的几何可行性判别算法比基于移动函数的判别算法具有更高的判别效率.     

交互式拆卸引导装配路径规划方法研究

在分析研究虚拟装配中的装配路径生成办法的基础上,根据实际需要提出了以交互式拆卸引导的装配路径规划方法的装配路径规划优化算法.算法主要通过人机交互的方式,记录零部件在拆卸过程中不同状态下每一步关键点的位置姿态信息.根据装配过程是拆卸过程反演的原则,通过“拆卸引导”形成零部件的装配路径,经过多次人机交互调试最终实现装配的最优路径.该算法的目的是生成无碰撞、无干涉的优化装配路径,从而实现虚拟环境中零部件更快捷、有效地装配.     

基于语义的虚拟装配仿真模型研究及应用

针对虚拟装配中装配模型的信息完备性与虚拟仿真系统的交互效率之间的矛盾,提出一种轻量化的基于树-图分离结构的虚拟装配模型,该模型包括装配树模型和语义关系图模型。装配树模型以二叉树的形式表达虚拟产品的层次结构以及零部件间的装配顺序,语义关系图以二分图的形式表达零件之间的装配关系。将该模型应用于水轮机组虚拟装配仿真系统中,不仅满足了虚拟仿真过程对装配模型信息表达的要求,而且减少了系统存储负担,提高了交互效率。     

基于集成干涉矩阵的蚁群装配序列规划

针对装配序列规划问题,构建了面向装配的蚁群算法。利用有向图进行产品的装配建模,有效地表达了装配零件之间的接触以及优先关系。探讨了装配干涉矩阵的形式和性质,提出了集成干涉矩阵的概念和变换方法,采用集成干涉矩阵以及工具列表矩阵来表达模型的基本装配信息。分析了基于干涉矩阵的可行方向推导过程、装配零件的状态转移概率以及蚁群算法的信息素更新规则。从装配可行方向的改变次数和装配工具的改变次数建立目标优化函数,从而建立面向装配的蚁群算法用于序列的搜索及构造,并给出蚁群算法的伪代码。最后通过实例对算法进行了验证说明。     

面向装配序列规划的装配本体设计*

为提高装配序列规划的自动化程度,实现装配相关活动间信息的共享、重用和顺畅传递,实现装配序列规划系统与其它异构系统之间的无缝集成和互操作,将本体技术引入到装配建模中.针对装配序列规划建模需求,构建面向装配序列规划且基于装配对象的装配本体(OWL-ASP).OWL-ASP由Properties本体、AssemblyInfo本体和AssemblySeq本体组成,分别描述装配对象的装配属性、装配信息、装配顺序等.在OWL-ASP的基础上,利用语义Web规则语言刻画装配规则,形成统一的装配知识表示层次体系,实现对装配知识的严格刻画和自动推理.通过球阀装配的实例说明装配本体和装配规则的有效性.     

A General Framework for Assembly Planning: The Motion Space Approach

Assembly planning is the problem of finding a sequence of motions to assemble a product from its parts. We present a general framework for finding assembly motions based on the concept of motion space . Assembly motions are parameterized such that each point in motion space represents a mating motion that is independent of the moving part set. For each motion we derive blocking relations that explicitly state which parts collide with other parts; each subassembly (rigid subset of parts) that does not collide with the rest of the assembly can easily be derived from the blocking relations. Motion space is partitioned into an arrangement of cells such that the blocking relations are fixed within each cell. We apply the approach to assembly motions of several useful types, including one-step translations, multistep translations, and infinitesimal rigid motions. Several efficiency improvements are described, as well as methods to include additional assembly constraints into the framework. The resulting algorithms have been implemented and tested extensively on complex assemblies. We conclude by describing some remaining open problems. Received November 15, 1996; revised January 15, 1998.     

一个工艺实例的匹配方法

提出一个以无向特征依赖图（UFDG）表达零件特征和存储特征和存储特征间的相互依赖的拓扑关系，通过UFDG（子）图同构判别零件之间的相似性、通过零件的基它特征参数的相似性选择进一步筛选工艺实例的匹配方法。该方法具有较好的通用性和较高的求解效率。     

车身装配序列生成及分总成的识别

应用图论知识，引入虚联接的概念来研究车身零件装配的优先关系，并用相邻矩阵表示．基于装配结构信息的矩阵表达，提出车身分总成的提取应满足的数学条件，并通过矩阵的排序运算，生成所有的装配序列．该方法可以有效地产生分总成，从而克服组合爆炸及简化装配序列的规划．     

从几何实体重建设计特征模型

根据几何元素间的典型关系，提出多种将面邻接属性图分解为更小的子图的方法，如利用内环、夹在几个邻接面之间的环等来分解面邻接属性图．为提高识别的速度和稳定性，依次采用如下步骤：提取可识别的简单特征；根据序列的规则来区别未识别的子图并识别出复杂特征；最后用ACIS5．0中REM模块相应的函数检验所识别的特征．文中算法的有效性用NIST零件库中的标准测试零件予以验证．