Automatic generation of assembly dimension chain based on tolerance cell

In the process of generating assembly dimension chain automatically,there are many problems such as complex assembly relationship,variety of constraints of components and complex dimension and tolerance relations of components.These problems lead to many difficulties in search process and need lots of man-machine interaction.Because of these difficulties,this paper presents a method of automatic generation of assembly dimension chain based on tolerance cell.This method is realized through obtaining assembly tolerance cell and part tolerance cell first.These two types of tolerance cell are extracted and expressed in the form of linked list structure in computer further.Then assembly dimension chain is searched automatically based on obtained tolerance cell,and the correct assembly dimension chain is extracted finally.A system of generating assembly dimension chain automatically has been developed based on DELMIA and successfully deployed in aircraft assembly simulation in the engineering practice.     

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.     

基于装配顺序的飞机装配容差信息建模

论文提出了基于装配顺序的装配容差信息建模方法,以装配仿真路径规划 的装配顺序为基础,提取装配体中各零件的特征约束关系及相关的关键特征,进而获取组成 环容差信息,建立装配容差信息模型。该模型考虑了装配顺序对装配误差累积过程的影响, 减少了人工容差信息建模繁琐的交互操作,提高了装配容差信息的建模质量。基于DELMIA 平台开发了飞机装配仿真系统。该系统已在工程上成功应用,提高了飞机装配仿真的效率, 减少了飞机实际装配生产中的出错率。     

An algorithm for CAD tolerancing integration: Generation of assembly configurations according to dimensional and geometrical tolerances

For several years, Digital Mock-Up (DMU) has been improved by the integration of many tools as Finite Element (FE) Analysis, Computer Aided Manufacturing (CAM), and Computer Aided Tolerancing (CAT) in the Computer Aided Design (CAD) model. In the geometrical model, the tolerances, which specify the requirements for the proper functioning of mechanical systems, are formally represented. The nominal modeling of the parts and assemblies does not allow the prediction of the tolerance impacts on the simulation results as the optimization of mechanical system assemblability. So, improving the CAD model to be closer to the realistic model is a necessity to verify and validate the mechanical system assemblability. This paper proposes a new approach to integrate the tolerances in CAD model by the determination of the configurations with defects of a CAD part, used in a mechanical system. The realistic parts are computed according to the dimensional and geometrical tolerances. This approach provides an assembly result closer to the real assembly of the mechanical system. The Replacement of the nominal parts by the realistic ones requires the redefinition of the initially defined assembly mating constraints. The update of the mating constraints is performed by respecting an Objective Function of the Assembly (OFA). Integrating tolerances in CAD allows the visualization and simulation of the mechanical assemblies’ behavior in their real configuration and the detection of possible interference and collision effects between parts which are undetectable in the nominal state.     

工装夹具增强装配技术研究应用

为了减少装配操作步骤和提高装配准确度和效率,在现有CAD软件装配功能的基础上提出一种基于装配特征识别的增强装配算法,利用特征识别以及定义的特征之间的装配关系实现增强装配功能,进而能实现装配的自动化。基于该算法实现的增强装配系统具有良好的扩充性,在实际装配应用中提高CAD软件装配功能的效率。     

并行工程中的装配仿真系统及其关键技术研究

传统的图表分析型ＤＦＡ虽然对改进产品的可装配性有显著作用,但其可视化程度较差。为弥补这一不足,提出了一种装配仿真系统,可在产品设计阶段生动直观地进行预装配,验证了改进产品的装置工艺。着重介绍了系统的２个关键技术：装／拆运动的１１元组表示及变换可实现装配元件任意运动的模拟,闱配路径有效性检查的递进算法能较大程度地提高运算效率。该系统已在商用ＣＡＤ软件Ｐｒｏ／Ｅｎｇｉｎｅｅｒ 的基础上用 Ｃ和Ｐｒｏ／Ｄ     

基于VRML的虚拟组装实验室的设计与实现

针对计算机组装的可视化问题,探讨了VRML在解决三维动态交互装机可视化问题中的应用潜力和存在的问题,并采用 Pro/Engineer生成的模型转换成 VRML2.0的场景文件,最终在浏览器中实现了三维仿真结果的可视化.在 PC 机上实验表明,所构建的仿真模型较好地模拟了装机的三维形貌,从而为虚拟现实的研究提供一种三维数字化模型.     

采煤机虚拟现实装配仿真系统研究

针对煤矿装备虚拟装配应用问题,基于Visual Studio 2010、OSG、Cegui、VC++等 软件平台和相关硬件设备,搭建了功能完整、使用方便、交互性好、沉浸感强的某型号电牵引采 煤机虚拟现实装配应用系统,详细描述了系统的功能结构、技术方案与构建方法;针对构建方法 中的模型制作技术,结合UG 与3DsMax 的建模优势,提出先在UG 中建立CAD 精确模型,后 利用3DsMax 对模型进行转换、修改、优化和渲染,最终生成高质量虚拟现实模型的模型处理方 法,弥补了艺术类模型装配精度较低和工程CAD 模型很难直接生成虚拟现实模型的不足。     

装配规划与方案评价集成系统的研究与开发

为了将装配顺序规划与方案评价有效集成,规划合理的装配顺序,检验装配过程中存在的干涉情况,提出了人机交互定义分层装配顺序主模型与自动生成子装配的两级装配顺序规划方法．该方法适用于大型装配模型的装配顺序规划场合;在原有的研究项目KMCAD3D基础之上,开发了一套实用的装配顺序规划与方案评价原型系统;通过对二级蜗轮减速器实例的装配顺序规划讨论,说明了该方法的可行性．     

Stacked tolerance analysis and allocation using assembly models

Allocation of appropriate tolerances is critical to ensure that components fit right and function satisfactorily in an assembly involving stacked components. There are numerous techniques available today to model assemblies on a computer. What is lacking is a common platform to make use of these computer models in order to perform tolerance analysis and allocation. This paper describes a technique to automate tolerance analysis and allocation of an assembly involving components stacked one on another represented in the boundary form. An algorithm is developed to track dimension loops in the stacked assembly. Statistical tolerance analysis and allocation is then performed on these interrelating dimensions and tolerances encompassed by a dimension loop. Advantages and limitations of this technique are compared against the manual method to conduct tolerance analysis and allocation.     

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。     

基于混合模型的虚拟装配关键技术研究

针对虚拟装配中采用多边形网格模型引起的组件定位困难和碰撞检测精度低等问题,提出一种采用精确几何模型及其对应的多边形网格模型的混合模型作为底层数据,支持精确装配的虚拟装配系统构造方法,并基于Parasolid和Vir-tools平台进行了实现。基于混合模型的碰撞检测能根据计算精度和时间要求自适应求解,在速度快的同时,满足高精度碰撞检测要求;基于混合模型的组件装配,采用离散采样点定义装配路径,通过装配几何约束交互式定义限制组件的运动范围,通过自由度规约、装配约束求解实现了零部件精确定位,通过四元数插值实现装配路径中零部件位姿的平滑过渡,能满足高精度的装配要求。该方法已经在开发的多个系统中得到验证和应用。     

工业建筑预埋件三维快速装配设计方法

当前工业建筑结构预埋件设计主要采用二维CAD 软件,效率较低且容易 出错。为此提出基于广义参数化模板的三维预埋件快速装配设计方法。该方法建立包含三维 参数化形状结构、安装定位方式和二维投影简图等各种信息的预埋件广义参数化模板;通过 构建预埋件参数化模板库,采用基于历史的装配设计技术,实现预埋件的快速安装设计。该 文方法已经集成到商品化工业建筑结构三维CAD 软件InteRDS 中,并在实际工程设计中得 到应用。     

A digital mock-up visualization system capable of processing giga-scale CAD models

In the automotive, aerospace and naval industries, digital mock-up tools are always used for assembly examination, layout examination and interference checking. Generally, a digital mock-up is assembled from giga-scale CAD models. Because of limitations of computer hardware resources, a digital mock-up represented by traditional planar facets is too large to load into a computer’s memory for rendering. This article proposes a new geometric compression representation to represent given CAD models with curved triangular patches. Based on the compression representation, our digital mock-up visualization system can import several giga-scale CAD models into a computer’s memory simultaneously. A high performance rendering strategy to display the curved triangular patches is also presented. In the rendering strategy, a dynamic subdivision algorithm is introduced which is different from conventional LOD techniques in order to reduce memory consumption. In addition, an algorithm to convert CAD models to the curved triangular patches is introduced.     

并行环境下广义装配设计的集成框架

提出了以装配建模和变量设计为核心,以装配规划与仿真,装配分析和公差分析与综合等为支撑的广义装配设计的集成框架,该框架能在并行工程的环境下对产品设计进行信息集成和设计过程集成,形成自上而下的,各支撑系统模块间相互依存,相互评价的设计循环,从而提高产品的一次设计成功率。     

Pro/Engineer中装配仿真的实现方法

装配仿真能实时检测和改进产品的可装配性.提出一种可以实现零件在装配路径上进行连续运动的装配仿真方法.在装配体的基准零件中利用草绘工具规划出装配路径,在将要装配到基准零件上的零件中定义装配基准点.利用Mechanism模块的槽从动机构将装配路径定义为槽曲线,将装配基准点定义为从动机构点.根据槽曲线的空间形态定义伺服电动机即可驱动零件实现装配过程仿真.利用"回放"命令还可以重新演示装配过程以及进行实时干涉检测.     

基于Inventor的三维参数化部件库系统的开发方法

介绍了基于AutodeskInventor的部件库的体系结构和实现方法。把部件库系统分为零件库和部件库两层结构,通过部件模型确定组成部件的组成零件及其装配关系,通过数据表和程序确定零件的规格。此方法解决了常用三维CAD软件不直接支持装配件参数驱动的问题,使得基于三维CAD软件创建部件库系统成为可能。文中所述部件库系统是使用VC++对Inventor进行二次开发而得到的。同时,该方法也适用于其他常用三维CAD软件。     

汽车装配线的可视化仿真研究

由于装配系统仿真对象复杂以及传统仿真方法难以建立装配系统的仿真模型,因此该文提出运用面向对象的理论建立汽车装配线的可视化虚拟仿真系统.文中详细论述了实现该仿真系统的关键技术和流程,接着根据离散事件系统的特点介绍了装配仿真系统的仿真策略,最后以某汽车总装车间为例建立了装配线的可视化虚拟仿真系统.通过可视化仿真实现了车间的布局设计和生产过程的动态仿真,并依据仿真结果确定生产线的技术参数以决策生产.     

岸边桥式起重机CAD/CAE集成系统的研究与实现

主要研究了岸边桥式起重机CAD／CAE系统的实现方法。基于Pro/FENGINEER提供的特征技术、装配约束、自下而上尺寸关系构建零部件和整机三维参数化模型;在分析ANSYS提供的人机交互模式（GUI方式）和命令流输入方式（APDL方式）的基础上,采用混合模式建立起重机部件和整机的有限元模型;阐述了基于Visualc＋＋和Pro／ENGINEER提供的Pro／TOOLKIT软件开发包实现CAD／CAE集成开发的机理。实践证明,该系统的研究可推动岸边桥式起重机及其它复杂大型结构件机电产品的数字化创新设计。     

保持外观的CAD模型轻量化技术

随着CAD/CAM技术的发展,整个产品的设计、虚拟制造和数字化样机都可在计算机中完成,使得包含大量数据的复杂装配体(即大装配体)的设计成为产品设计过程中的必需元素。由于大装配体模型数据量庞大,在普通PC机中处理极为不便,为了提高处理速度,需要对大装配体模型进行简化。在不改变装配模型格式和整体外观的前提下,提出了两种装配体模型的轻量化方案：1)从装配体中删除隐藏的零部件;2)从装配体中删除隐藏的特征。零件和特征的可见性是通过从多个视点预渲染装配模型,然后读取渲染缓冲区的结果并进行分析而得到。实验结果证实该算法能在不改变CAD模型格式和外观的前提下准确地删除装配体中的隐藏零件和特征。