虚拟装配中的混合设计建模方法研究

针对现有虚拟装配建模方法不能为装配序列规划提供完整模型信息的问题,分析了自底向上和自顶向下建模方法在虚拟装配应用中的优、缺点,根据装配序列规划的要求,结合两种建模设计方法的优点,提出了一种混合设计方法建立产品的装配模型。该方法采用自顶向下建模方法进行了产品总体设计,使装配模型具有产品的结构层次关系信息;在产品细节设计上采用了自底向上建模方法,使装配模型具有零部件的约束关系信息,得到了完整的产品装配模型信息。通过建模应用实例,验证了混合设计建模方法的可行性,以及模型信息的易提取性。研究结果表明,利用混合设计建模方法得到的模型,能够满足虚拟装配对产品装配模型的要求,可以为虚拟装配序列规划提供完整的模型信息。     

面向过程的虚拟环境中产品装配建模研究

提出了面向过程的虚拟装配建模方法,在虚拟环境中将装配建模与装配仿真相结合,建立装配关系模型的同时,实现了对装配过程的创建与仿真,从而,在虚拟环境中将面向结果的装配建模发展为面向过程的装配建模.设计者采用直接三维交互进行装配建模操作的同时,系统通过装配关系识别自动捕捉设计者的装配设计意图,通过装配约束运动确定零件的装配路径,通过虚拟装配建模过程信息重用为装配规划提供有效的支持.开发了面向过程的虚拟装配建模原型系统.实践表明,面向过程的虚拟环境中产品装配建模方法有效地提高了产品装配设计的质量与效率.     

产品装配信息概念模型及自组织映射方法

提出了一种基于装配信息自组织的产品装配信息建模方法,主要包括面向装配的产品信息的概念模型,零件的装配定位和装配模型的确定及零件的重新设计,提出的产品信 原理图模型、广义机构模型、装配简图模型和装配图模型秘从装配简图模型到装配模型的自组织映射方法,是一种新的、有效的产品信息装配建模方法,为支持概念设计的ＣＡＤ技术的发展开辟了一条新的途径。     

自下而上产品设计中的自适应装配建模

自下而上的产品建模方法虽在已有信息化设计资源重用以及设计团队协作等方面比自上而下方法有明显优势,但也存在装配冲突、变型困难等缺点.为此提出柔性组件模型及其自适应装配建模方法.基于标准化、系列化、模块化、合理化等原则.建立了产品各组件的包含选型或变型规则的柔性事物特性表和相应的柔性组件模型.利用这种柔性组件进行自下而上的产品装配建模时,根据组件问的装配要求和柔性组件的选型或变型规则,基于简单冲突消除目标或综合优化目标,自适应地选择或调整相关组件并实现有效的产品装配建模.以某织机机架柔性自适应装配建模为例进行了示范,证明该方法有助于提高设计效率,降低设计成本.     

基于参数化技术的自顶向下装配建模研究

介绍了基于参数化技术的自顶向下机械产品装配建模中的关键技术,提出通过构建装配体骨架模型,以骨架模型作为实现产品自顶向下设计信息沟通的桥梁,实现装配体建模设计,为复杂产品的并行设计提供了一切实可行的建模方案。     

面向对象的航空发动机装配模型

为了对复杂产品的数字化装配设计提供有效的支持,首先对产品装配建模方法研究工作进行了归纳分析,指出面向对象的建模方法是目前最合适的复杂产品装配建模方法。然后采用对象类图建立了复杂产品装配元模型,描述了产品装配过程中的主要对象类及其关系,集成表达了产品结构、装配特征、装配关系、工艺方案等信息,为数字化装配设计提供了全面的支持。最后通过对象匹配方法,将复杂产品装配元模型转化为航空发动机装配的对象模型,并以燃气涡轮发动机的涡轮转子为例,对其装配结构构成、数据衍变关系及建模方法进行了说明。将所建立的面向对象的航空发动机装配模型直接用于数字化产品装配系统的开发,并进行了应用验证。     

装配产品变型设计建模方法及实现

针对装配产品的变型设计问题,研究了零部件的参数传递特性和关联规则,提出了纵向传递的参数传递树结构.通过引入装配变量,并组成参数传递链的节点,与参数化技术相结合,实现了一种装配环境下的产品建模和变型设计过程.最后,以剑杆织机变型设计模型为例,阐述了层次性建模、参数关联及参数传递等技术的实现.     

虚拟装配技术在自动引导车转向系统中的应用

阐述了虚拟装配技术基本原理、过程和方法,提出了基于SolidWorks三维建模软件,以自动引导车转向系统为设计对象,进行三维建模和虚拟装配设计.先通过虚拟装配关系识别捕捉设计者的意图,然后利用装配约束条件确定零件的装配路径,并完成其装配,最后对自动引导车转向系统进行相应的干涉检验,并进行动画制作,进一步检测虚拟装配的可靠性.实践表明,利用虚拟装配技术可有效地缩短产品研发周期,节约成本和提高产品装配质量.     

基于自顶向下的装配体参数化建模

产品的三维模型设计大多采用自底向上的建模方法,在设计意图的表达和传递、装配关系的确定以及产品设计的参数化等方面均存在着不足之处。为此提出了一种基于自顶向下的装配体参数化设计方法,利用布局草图捕捉设计意图并加以传递,利用骨架模型表达产品的装配关系,设定产品的主要参数以实现参数化设计。并在SolidWorks平台上以台虎钳为具体应用实例,实现了自顶向下的装配体参数化设计过程。     

开放式装配建模方法应用研究

对开放式装配建模技术进行研究,包括模型的UML表达方式、装配体特征、装配配合公差分析和系统的装配层次分析等。将开放式装配建模技术应用于激光产品的研发中,完成了产品的结构设计、零件与装配的联动设计、装配仿真分析,并建立了产品及其关键部件的数字样机。应用实例表明,开放式装配建模方法能更有效地指导产品由整体构思到样机设计的整个过程。     

自顶向下为基的CAD特征建模及其应用

文章提出了自顶向下设计的概念,给出了自顶向下的装配设计系统开发程序,提供了一个面向装配的设计环境,通过层次化的装配模型和参数化的建模技术,由产品的关键零件约束产生其它的零、部件,支持了产品从概念设计到详细设计,以Pro/ENGINEER软件为平台,减速器产品为对象进行了实际应用。     

自顶向下设计及快速成形技术应用

首先,以Pro/E软件为设计工具,采用自顶向下的现代产品设计理念,使用骨架法对鼠标模型进行数字化设计及装配,从而实现鼠标外观造型和结构的一体化设计;然后,将鼠标各个零部件的三维模型在Pro/E中软件保存为STL格式;最后,使用三维立体打印设备,采用熔融沉积制造工艺(FDM),对鼠标各个零部件的模型进行快速成形,自动、快速、直接和精确地将计算机中鼠标零部件的三维实体设计转化为实物模型。从实物模型中可对所研发的产品外观造型和结构进行改进和优化,提高产品设计和研发效率,缩短设计研发周期,从而节约设计和制造成本。     

基于SolidWorks的机床夹具标准件三维参数化设计

针对机床夹具三维设计中应用大量系列化的夹具标准件且存在大量重复设计的问题,采用SolidWorks软件及功能完整的API开发工具接口,以及具有图形用户界面的应用程序开发系统Visual Basic进行二次开发,链接并读取夹具标准件数据库Microsoft Access中的夹具标准件结构参数数据,实现机床夹具标准件三维参数化设计.该方法使设计过程变得简单、规范,提高了工作效率,缩短了产品设计开发周期.     

基于知识的产品级参数化虚拟设计的可重用性研究

以抓斗设计为背景，着重讨论完整产品如何实现可重用的三维参数化虚拟设计：首先自上而下完成总体设计，然后自下而上建立抓斗模型、建立装配和总装模型。在三维参数化设计中引入知识工程的基本原理，通过知识的应用实现完整产品虚拟设计的可重用性。通过面向对象的封装，虚拟产品的设计中包含了形状和尺寸约束以及相关设计知识，可以供以后的设计重用。     

装配/拆卸干涉矩阵的自动生成技术

讨论了基于ProEngineer三维设计模型的干涉矩阵自动生成方法。通过定义集成干涉矩阵来表达零件间装配/拆卸时的干涉关系,详细给出了产生干涉矩阵所需的零件/装配体信息提取和基于零部件运动扫掠体的干涉检查过程,采用干涉矩阵元素的二进制和十进制转换来降低计算复杂性,给出了干涉矩阵生成的算法流程并初步开发了原型系统。通过示例说明了系统的应用过程。     

基于UG的电动自行车虚拟装配与运动学分析

UG提供了一种产品工程解决方案,可对产品设计与加工全过程实现数字化造型与验证。采用UG软件完成电动自行车主要机械零部件三维设计与虚拟装配,其中也利用其Senario?for?FEA模块对电动车关键零部件展开有限元分析;虚拟装配可实现零件静态干涉检查、装配路径规划等,有限元分析也促进了零件的进一步优化。最后,文中简述UG的运动学分析方法,其操作简单,可视化。通过运动件各关键点的位移、速度、加速度等变化规律曲线,从而轻松获知其运动特性。     

基于面向对象的覆盖件模具三维结构设计系统的研究

在考虑已有研究的基础上[1],进一步实现了一个基于面向对象的汽车覆盖件拉延模三维结构设计系统。该系统主要包括：用户界面、模具初始化总体结构设计、模具标准件结构设计类、模具典型零件结构特征设计类。并以覆盖件拉延模具典型零件及标准件结构设计为例,具体说明面向对象的三维结构设计类的表示方式和实现方法。最终达到简化覆盖件模具结构设计过程,初步实现模具三维结构图的自动生成。     

基于三维几何特征的产品报价方法

针对当前主流报价系统对产品实例库的多样性和时效性要求高且报价响应效率低的问题,在研究自动特征识别技术和CAD二次开发方法的基础上提出了基于三维几何特征的产品报价方法。首先,对常用设计特征进行分类并建立设计特征标识号、设计特征和加工特征间的映像关系,利用特征标识号和设计特征间的一一映像关系完成设计特征的识别,结合设计特征与加工特征的映像关系实现加工特征的识别;其次,通过零件的材料费用和特征加工费用进行零件的报价研究,综合产品、部件及零件的报价层次关系建立产品报价模型;再次,为快速响应用户个性化需求,建立了从用户需求到产品配置再到快速响应报价的服务模型;最后,开发了基于Creo的三维几何特征的报价系统,并将该报价系统应用于某企业大功率逆变器报价中,提高了产品报价效率,验证了基于三维几何特征的产品报价方法的可行性。     

Manufacturing variation models in multi-station machining systems

In product design and quality improvement fields, the development of reliable 3D machining variation models for multi-station machining processes is a key issue to estimate the resulting geometrical and dimensional quality of manufactured parts, generate robust process plans, eliminate downstream manufacturing problems, and reduce ramp-up times. In the literature, two main 3D machining variation models have been studied: the stream of variation model, oriented to product quality improvement (fault diagnosis, process planning evaluation and selection, etc.), and the model of the manufactured part, oriented to product and manufacturing design activities (manufacturing and product tolerance analysis and synthesis). This paper reviews the fundamentals of each model and describes step by step how to derive them using a simple case study. The paper analyzes both models and compares their main characteristics and applications. A discussion about the drawbacks and limitations of each model and some potential research lines in this field are also presented.     

基矛UG产品工艺信息三维标注应用的探索

MBD 的工艺设计是基于三维设计模型直接完成工艺模型的创建,并在三维工艺模型上完整表达产品工艺定义信息的先进工艺设计手段。在复杂产品制造行业中,MBD 协同设计制造技术的作用越来越大,本文以转向随动臂零件的模型为对象,结合 UG 软件平台,探索了三维标注及三维关联工序模型的具体方法,为企业实现数字化制造打下了基础。