机械产品的装配与拆卸设计

装配与拆卸设计是绿色设计的主要内容，产品装配与拆卸性的好坏对产品使用过程中的维护及废弃淘汰后的有效回收利用有着重要意义，装配与拆卸在现代生产良性发展中起着重要的作用，已成为机械设计的重要内容。     

面向装配的机械产品设计

讨论了面向装配的机械产品设计的两类方法，即在产品设计时考虑产品装配性能的设计准则法和基于装配规划分析反馈信息，对产品进行再设计，改善产品装配性能的反馈法。提出了面向装配设计的准则和装配规划分析方法。     

机械产品装配仿真方法研究

鉴于目前机械产品装配仿真内容不够全面,未形成完整、通用的一般流程,提出了针对所有机械产品装配仿真的一般方法,以二级齿轮减速器装配仿真为例,使用Delmia软件进行应用验证。仿真结果表明,运用该方法可极大地提高仿真操作人员对机械产品的装配仿真效率。     

制造系统复杂性度量方法研究

在对四种基于熵的制造系统复杂性定量方法及其应用性进行综合分析和比较的基础上，提出评价制造系统结构和过程复杂性的熵模型。该方法既可评价制造系统内每一独立维度的复杂性及其成本收益，也可对各维度之间的相互关系进行评价。随着系统维度及其相互关系的增加，评价的成本会按指数规律增加。通过成本收益评价．可以发现低效率的生产或加工过程，并明确改进方案的优先次序。     

机械产品装配过程质量熵研究

针对机械产品装配前准备阶段对装配活动的潜在质量损失预测和度量问题,借鉴信息熵理论,提出了面向机械产品装配过程的"装配质量熵"概念及其定义.在分析影响装配活动输出质量潜在损失的关键因素和确定了其相应的质量状态判定标准和方法的基础上,给出了装配质量熵的算法,对基于装配质量熵进行装配活动质量控制决策具有重要意义.以某产品装配生产线上某一装配活动为例,介绍了"装配质量熵"的算法过程.     

基于装配关系复杂性的装配线动态平衡问题

在制造系统复杂性分类研究的基础上,将装配系统的结构复杂性区分为装配关系复杂性、装配工艺复杂性和系统配置复杂性,并基于信息熵给出了装配关系复杂性的度量方法.通过分析各类结构复杂性与影响系统的动态性因素之间的关系,将装配关系复杂性应用于装配线动态平衡问题的研究中,给出了最小装配关系复杂性差异度这一动态优化目标,并结合静态目标装配线平衡损失进行求解.优化结果表明,该指标能降低动态性因素对装配线平衡的影响,为系统所必须具备的柔性程度提供具体的量化指标.同时,通过对装配错误发生率的仿真验证研究表明,该方法能有效降低各工位的错误发生率和总完工时间,实现装配线的动态平衡.     

机械产品基于装配语义的变形设计及其在Pro—E…

产品建模技术是企业为赢得市场竞争而采取的不同战略的共性关键技术，它覆盖产品整个生命周期的信息。本文提出了装配语义的概念，并在仔细分析机械零件间装配关系的基础上提出了机械产品装配语义的体系，介绍了机械产品基于装配语义的产品建模系统及其变形设计在Ｒｒｏ－Ｅ上的实现。     

基于面向对象Petri网的机械产品装配质量数据链建模

为解决复杂机械产品装配质量形成过程的逻辑建模问题,从装配质量形成过程角度出发,将装配区域划分为若干工作站,将工作站作为基本装配作业单元进行抽象和封装,根据每个工作站对象之间的逻辑关系确定整个系统的消息传递网络,最终建立基于面向对象Petri网的装配质量数据链模型,用以表征装配过程中各类质量特征的变迁和融合.知识规则的引入使模型具有自治性和决策能力,能够结合上游工序质量控制点实例化数据,根据装配误差传递、累积规律对当前工序质量控制点进行动态优化,实现装配质量的前馈控制与误差累积的动态补偿.以主减速器装配过程为例验证了模型的可行性和有效性.     

基于装配的产品改良设计方法的研究及实现

在分析机械产品设计方法和过程的基础上,讨论了基于装配的产品改良设计方法。在文章的最后,介绍了该方法的实现,并给出了设计实例。     

机械产品虚拟装配仿真技术的研究与应用

在Pro/ENGINEER参数化建模的基础上,根据其二次开发工具Pro/TOOLKIT应用程序,通过人机交互界面设计技术,可实现机械产品装配建模和装配仿真整个虚拟装配过程。     

A model for measuring complexity of automated and hybrid assembly systems

The demand for delivering product variety has been increasing. Increased product variety caused by product customization, personalization, evolution and changes in their manufacturing systems. Variety allows manufacturers to satisfy a wide range of customer requirements, but it can also be a major contributing factor to increased complexity of assembly. Complexity is generally believed to be one of the main causes of the present challenges in manufacturing systems such as lengthy and costly design processes, higher life cycle costs and the existence of numerous failure modes. Complex assembly systems are costly to implement, run, control and maintain. Assessing complexity of assembly helps guides designers in creating assembly-oriented product designs and following steps to reduce and manage sources of assembly complexity. On the other hand, reducing complexity of assembly helps lower assembly cost and time, improves productivity and quality and increases profitability and competitiveness. The complexity of assembly should be assessed by considering both products and their assembly systems. In this paper, a structural classification coding scheme has been used to measure assembly systems complexity. It considers the inherent structural complexity of typical assembly equipment. The derived assembly systems complexity accounts for the number, diversity and information content within each class of the assembly system modules. A domestic appliance drive assembly system is used to demonstrate the use of the classification code to calculate the assembly system complexity. The developed complexity metrics can be used by designers as decision support tools to compare and rationalize various automated assembly systems alternatives and select the design that meets the requirements while reducing potential assembly complexity and associated cost.     

基于物联熵的机械产品装配系统复杂性度量

针对制造业应用物联网技术带来的复杂性问题,以制造业物联网环境下机械产品装配系统为研究对象,在分析制造业物联网技术应用模式和装配系统运行机制的基础上,综合运用信息熵相关理论研究了制造业物联网环境下机械产品装配系统的复杂性测度,提出基于物联熵(组态熵和互联熵)的机械产品装配系统复杂性度量方法,建立了系统的组态熵与互联熵度量模型。实例求解验证了物联熵度量系统复杂性的有效性和可行性,所提方法有望为制造业物联网环境下的机械产品装配系统的设计、智能控制和优化等提供有效的度量依据。     

A system for supporting rapid assembly modeling of mechanical products via components with typical assembly features

The objective of this study is to optimize the performance of discrete production systems by integration of computer simulation, design of experiment (DOE), and Tabu search (TS). Optimizing performance of a steelmaking workshop was considered as the case of this study, but it could be used to optimize the throughput of other production system. The simulation model is built by considering all major and detailed operations and interacting systems of the workshop. The results and the structure of the integrated simulation model are verified and validated by t test. To integrate simulation outputs with DOE, decision making parameters are defined as number of machines, operators, etc. (k factors). To estimate and assess the effects of each of the factors and their two-way interactions on response variable, a complete 3 ^k factorial design with lower and upper limits and a center point is considered. Furthermore, response surface methodology (RSM) is used to optimize the response variable. Because a first-order model may not be adequate for the RSM, a polynomial order regression equation is developed by least square method. By steepest ascent, the local optimum is identified. However, the global optimal solution is computed by Tabu search which uses a metaheuristic approach. Previous studies use integration of DOE and simulation to find optimum alternative. This is usually conducted by RSM and steepest ascent which locates local optimum solution. However, integration of DOE and TS locates global optimum solution.     

基于机器视觉的机械产品装配系统在线作业方法

针对应用机器视觉对促进制造业发展所具有的重要现实意义,在分析机器视觉在制造业应用模式的基础上,以机械产品装配作业为研究对象,设计了基于机器视觉的机械产品装配系统在线作业体系架构,定义了机械产品装配系统在线作业视觉因子集及其图像处理算子。构建了面向机械产品装配作业过程的视觉集成应用基于知识的面向对象Petri网模型,其中知识规则赋予模型中的决策变迁智能行为,主要用于解决模型中的算法失效与系统死锁问题。以某型号变速箱阀体装配工艺为例,基于HALCON视觉开发环境进行了原型系统开发,验证了该方法的可行性和有效性。     

复杂机械产品装配过程质量门监控系统与关键技术

为及时甄别出复杂机械产品装配过程中的质量问题,提出一种质量门监控系统。分析了复杂机械产品装配流程及特点,提出装配过程质量门控制方法,并定义了质量门的内涵。研究了装配过程质量主动控制的体系架构,构建了一套使能装配过程质量控制的系统和关键技术,包括质量门资源标识和主动感知技术、质量门监控和数据采集技术、基于分层推理的专家知识系统、基于状态空间模型的装配误差分析技术、动态工序能力分析、基于粒子群优化算法的误差逆传播神经网络的分层装配性能预测、基于机器视觉的防误技术。应用J2EE构架开发了某型发动机的装配过程质量门监控系统,验证了该方法的可行性和有效性。     

约束驱动的机械产品装配设计缺陷免疫辨识模型与方法

为快速查找、准确定位机械产品设计中违反约束条件的设计缺陷,将机械产品中零部件几何约束关系规约为设计缺陷判别函数,在对零部件几何约束编码的基础上建立了机械产品的装配约束关系矩阵,采用有向图存储装配约束关系矩阵信息,有向图中的节点标志零件编号,节点的数据结构存储零件的设计参数,弧的权值标志几何约束的类型。将有向图中弧的权值作为抗原,设计缺陷作为抗体,依据抗原基因与抗体基因的亲和度来决定抗体的变异规则,通过对抗体的剪切、拼接与替换等变异操作来识别抗原,基于对有向图中弧的权值的解码分析实现了机械产品设计缺陷的动态辨识。     

物联网环境下的机械产品管控一体智能装配系统建模

针对应用物联网技术对促进制造系统发展所具有的重要现实意义,以构建互联感知与智能高效的装配系统为目标,在分析物联网技术在机械产品装配系统应用模式的基础上,提出一种基于物联网技术的管控一体智能装配系统的概念。为解决物联网环境下的装配系统分析与优化问题,从机械产品装配过程角度出发,采用面向对象的赋时着色Petri网将系统抽象为由若干工艺关联、功能相互独立的装配单元或功能模块组成的对象集合,并根据每个模块及单元之间的工艺约束和逻辑关系,确定整个系统的消息传递网络,最终通过消息驱动实现单元与模块之间的通讯互联,并建立了物联网环境下的管控一体智能装配系统模型,其中知识规则赋予模型中决策变迁智能行为,主要用于消解模型中的令牌路由选择和系统死锁问题。以发动机拧紧工艺为例验证了模型的可行性与有效性。     

装配工艺尺寸链的自动生成

针对装配工艺尺寸链的特性,运用Foxpro对各种类型的装配尺寸链进行计算,并输出装配尺寸链简图,这种方法方便、快捷、准确,在教学和生产实际中都有实用价值。     

机械产品多质量要求下的选择装配方法

针对机械产品多质量要求下的选配问题,提出一种基于强弱Pareto和遗传算法的多质量要求下的选择装配方法。对选配问题进行分析,构建了一种面向三维空间多质量要求下的统一选配信息模型,在此基础上考虑装配精度和装配成功率,进而建立了多质量要求下的选配综合优化模型。采用一种以公差项为单元的编码方式,并通过给出质量要求权重系数,提出以强弱Pareto和密集度描述带有主次关系的多目标综合评价规则,在考虑关联约束排序的基础上,利用遗传算法进行多目标的选择装配,实现了带有主次关系的多质量要求下产品的选配优化。设计并开发了原型系统,通过实例验证了该方法的可行性。     

产品装配分析环境的构建

采用Visual C 编程语言,在现有CAD系统的基础上,以Object ARX为开发工具,建立了产品装配分析系统基本结构,可直观演示人机交互拆、装过程,分析装配几何体设计中的缺陷,提取相关装配特征信息,进行装配顺序分析和工艺规划。在Open Inventor虚拟现实软件开发包的基础上,开发了虚拟装配环境,构建了虚拟装配系统的结构框架,实现了从CAD环境到虚拟装配环境产品几何模型数据的传递,演示了产品在虚拟环境下的拆卸过程。