基准定位的自动装配技术

提出了一种全新的模型自动装配策略,设计了具有通用性和完整性的产品自动装配模型,该模型引入装配接口概念,从装配关系出发,将产品自动装配模型划分为装配接口模型、定位关系模型和产品装配关系模型三个层次,主要解决装配信息的提取和独立于产品模型进行表达的问题。该技术也适用于模块化设计技术中接口模块的设计和实现,并可与现有的其它CAD技术结合使用。     

基于VisMockup的装配装置仿真与分析

利用VisMockup对建立的集成装配装置数字样机模型进行了装配仿真与分析。介绍了集成装配装置的结构与功能,根据经验初步规划了产品装配顺序,分析了利用装置进行产品装配的路径规划问题,介绍了基于拆卸的产品装配仿真方法,在VisMockup中应用该方法实现了基于装置的产品装配仿真;针对集成装配装置仿真分析的实际需要,开展了角度与距离的测量以及干涉检查分析。通过装配仿真与分析,提前解决了装置的主要装配问题,确定了相关运动参数的数值,直观地验证了操作空间、运动功能以及装配顺序的正确性,为实物样机的快速顺利开发奠定了基础。     

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.     

面向多刚体动力学仿真的自动装配技术研究

针对产品设计过程中CAD装配模型向动力学模型转化难题,提出了面向动力学仿真的自动装配技术。面向动力学仿真的自动装配技术由面向动力学仿真的满足自动装配要求的装配关系表达方法和基于CAD的自动装配技术两部分构成。应用该技术生成了某型减速器的装配模型。最后在Inventor中应用装配关系向运动学约束自动转化功能,生成了该减速器的基础动力学模型,在此基础上生成完整的动力学模型,该模型的分析结果与理论计算的结果相符,从而证明了该技术的可行性。     

基于装配任务集的装配过程建模研究

反映产品装配的装配过程模型是装配仿真和装配评价的基础,基于单向顺序装配任务链的装配过程模型不能描述装配任务的层次结构和并行特性。简要分析了装配过程建模研究的现状,提出了产品层次信息模型及其实现方法,给出了装配任务的详细描述。基于装配任务的层次关系,提出了基于层次结构的装配任务集链来描述装配过程的方法。采用嵌套表技术,实现了基于层次结构的装配任务集链的存储与访问。采用层次结构的装配任务集链,给出了一个基于装配任务集的装配过程模型应用示例。     

组件化虚拟样机单元协同装配技术研究

为快速建立集成化虚拟样机模型,提出了一种组件化协同装配方法.在该方法中,采用基于端口的建模方法,建立虚拟样机单元的组件化表达.在此基础上,构建组件化协同装配体系框架,将协同装配分解为连接元抓取拖动、装配预处理、组件装配3个基本过程,简化了装配过程,提高了组件装配建模速度.最后对组件协同装配解空间进行了分析.     

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。     

面向装配工艺规划与评价的装配特征建模

面向装配的设计是并行工程中的一项重要的使能技术。探讨了面向装配工艺规划与评价的产品建模方法。为了解决从CAD模型中提取装配关系的问题,阐述了基于装配特征建立产品装配模型的方法。     

节能抽油机的协同装配实现

以节能抽油机虚拟数字样机为研究对象,利用UG5．0对调径变矩型节能抽油机进行建模,给出了节能抽油机的较优装配顺序,在IVAE虚拟环境下,应用VAPlatform系统完成了节能抽油机的协同装配,为复杂产品进行协同装配提供了参考价值,减少了节能抽油机的装配测试周期,有利于异地设计生产装配及评审的实现。     

复杂产品数字孪生装配模型表达与精度预测

针对复杂产品装配过程中装配模型/数据/信息脱节、精度预测不准确、缺乏现场装配有效指导等实际工程应用问题,提出复杂产品数字孪生装配模型表达与精度预测方法。给出基于数字孪生的复杂产品装配精度预测方法总体流程;其次,将数字孪生装配模型表达划分为装配对象模型和装配工艺模型,并明确了产品数字孪生装配模型的精准建模机制;在此基础上,采用基于实测数据的装配偏差传递更新迭代机制实现融合多维度误差源的产品装配误差分析计算与装配精度预测;最后,以某型卫星结构部装为例搭建了复杂产品数字孪生装配软硬件系统平台,并通过实例验证了所提方法的可行性,为复杂产品装配精度预测与保障提供了一种切实可行的新思路和新途径。     

基于复合装配图进行装配序列规划的研究

为了构建一个有效且便于使用的装配序列规划系统,给出了一个开放式装配模型———复合装配图,以有向装配连接图表述零件之间的优先关系,利用检查有向圈、删除冗余有向边确保该图正确、简洁。在此基础上,用无向边连接没有优先关系的零件,并根据装配代价和装配可行性对有向边、无向边赋权值,得到复合装配图。将装配序列规划描述为在复合装配图中求解特殊的最优H回路,并且基于分支定界法给出了满足优先关系、装配可行性、装配代价优化的装配顺序规划算法。最后通过实例验证了算法的有效性。     

虚拟装配工艺规划实现技术研究

对虚拟环境下的产品装配工艺规划进行了研究,分析虚拟环境下面向集成的装配工艺规划系统结构。对虚拟装配工艺规划的三个核心问题(装配模型、装配序列规划和装配路径规划)进行描述,提出虚拟环境下面向工艺设计的产品装配模型总体结构。给出虚拟环境下装配约束关系的识别方法,实现了零部件基于约束的三维空间导航运动。建立原型系统,能够为虚拟环境下的装配工艺规划奠定基础。     

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。     

面向并行工程的三维装配公差链分析

提出用装配基准变动方程组来建立装配公差链模型，通过求解此方程组获得三维装配公差链的分析结果：提出装配基准图定量描述装配体零部件之间的配合及位置关系，并且基于此图自动生成装配公差链；应用蒙特卡罗仿真方法给出了计算实例。     

面向装配仿真的装配序列规划方法的研究

从装配仿真的角度对装配序列规划进行了详细分析,建立了一个层级关联关系模型描述机械产品零部件的层次关系,装配关联关系,并利用该模型实现了装配仿真与计算机辅助装配序列规划的集成。     

基于本体的装配公差类型的自动生成

为进一步减少产品设计的不确定性,解决公差信息在异构系统之间难以有效共享和顺畅传递的问题,将本体技术引入到装配公差类型的自动生成方法中。首先,构建了基于空间关系的装配公差表示模型,并采用OWL断言表示了模型各层中的约束关系。其次,通过提取表示模型中的相关概念和关系,构建并实现了装配公差表示的本体。基于构建的本体及空间关系与装配公差类型之间的映射关系,采用SWRL定义了装配公差类型的生成规则。再次,基于实现的本体及定义的规则构建了可选装配公差类型生成知识库系统,在此基础上设计了装配公差类型的自动生成算法。最后,通过工程实例分析验证了生成算法的有效性。     

模具装配图参数化设计方法

针对模具装配图设计,在零件图参数化基础上,通过装配建模记录零件间的装配关系,从而在装配模型实例化时自动产生相科的变换矩阵;通过对装配尺寸,零件配合尺寸,零件尺寸及零件详细设计信息分级处理,来保证零件图和装配图的一致性以及在装配图设计的同时生成零件图。     

几何增强的装配工艺本体建模

包含产品几何与非几何信息的产品装配要求是装配工艺设计的主要依据,对装配工艺设计决策结果具有决定性的影响。在装配工艺模型中描述产品的几何相关信息能够更好地表达如装配顺序,装配路径等内容,同时可以更好地辅助装配工艺决策,提高决策的自动化水平。提出一种几何增强的装配工艺本体模型,利用语义本体技术,建立产品几何信息在装配工艺中的描述方法,数据结构与关系描述。并以该模型为基础,建立基于几何增强装配工艺本体的装配工艺决策框架。该框架分为两部分：一是采用几何增强的装配工艺本体模型描述产品几何信息和装配工艺信息的数据结构和相互关系;二是为了让几何信息与装配工艺信息之间存在的丰富的隐含关系显性化,对语义本体推理机制进行增强,提出推理单元的概念,使决策框架具有从产品几何信息中推理装配工艺相关信息的能力,有效地支持装配工艺决策。以针对某传动器产品装配顺序决策的过程,验证所提出的几何增强装配工艺本体模型与框架的有效性。     

基于关系矩阵的装配骨架模型构建研究

为了实现自顶向下的设计方法,分析了以往研究的不足,从便于计算机表达的角度,引入装配语义组成关系矩阵和装配形状特征之间的装配关系矩阵,记录装配体的各装配形状特征组成和各装配形状特征相互之间的装配关系,以便在设计过程中将设计意图和装配约束自动向下游传递(从骨架模型向零件属模型传递)。     

装配规划中基于割集的装配顺序生成方法

针对装配规划提出一种新的装配零件关系的描述方法，该方法应用改进的关联图－优先约束关联图，描述装配零件间的连接关系、优先关系及约束关系。在生成产品装配顺序时，充分地把装配优先关系与割集法副合到装配顺序搜索中，有效地生成产品所有满足装配条件的装配顺序，为装配规划提供参考的装配工艺路径。