机械装配体模型的对称性识别

为满足产品创新设计和工程分析中对模型对称性信息的需求,针对现有的机械装配体模型对称识别研究不足的问题,提出了一种识别机械装配体模型中的零件自对称、零件间对称和装配体全局对称的方法。通过遍历特征设计树识别装配体所包含的零件,根据零件复制关系及面属性划分零件集,并按照零件数量排序,使对称合并结果快速向装配体全局对称靠拢。利用模型的特征信息,识别零件自对称,获取其旋转对称轴和反射对称面。根据零件质心和包围盒数据识别零件间的旋转、反射和平移对称,在零件集内部和零件集之间依次合并对称,最终判别装配体是否全局对称。实验表明,该方法能够准确地识别零件自对称、零件间对称和装配体全局对称。     

基于PX-LBP和像素分类的装配体零件识别研究

针对机械产品装配维修诱导中零件和装配体的识别、监测问题,对装配体零件识别及装配监测进行了研究,对LBP算子进行了改进,提出了一种基于像素局部二值模式(PX-LBP)和像素分类的装配体零件识别及装配监测方法。首先将LBP算子与像素分类融合,提出了PX-LBP算子;然后对深度图像进行了PX-LBP特征提取,生成了训练集和测试集;最后训练随机森林分类器,并利用训练好的随机森林分类器实现了对测试集深度图像的像素分类,生成了像素预测图像,通过像素预测图像与标记图像对比实现了装配体零件的识别及装配过程的监测。研究结果表明:该方法对于模型深度图像的像素识别率可达到98.81%,对于真实装配体深度图像的像素识别率也可达到77.51%;该方法兼具了一定的实时性与鲁棒性,可用在装配维修诱导、装配监测和自动化装配邻域中。     

基于约束解除的装配序列并行化优化

为了提高产品装配的效率，提高装配序列的并行性，提出了基于约束解除和简化配合关联图的装配序列并行优化方法。给出了装配效率的评价指标一并行性评价因子的数学模型。将模糊逻辑用于装配约束的量化过程，通过约束归约方法将无约束条件下可自由运动零件的自身约束与零件间通过点、线、面之间几何约束关系所表达的装配约束进行求交，建立零件间的等价约束评价值即联接度，联接度概念的提出清晰地表达了配合关联图中的薄弱环节；在此基础上，建立装配体的赋权配合关联图，并根据联接度值的大小对零件间的虚联接进行简化，给出了一个基于阈值的追求装配最高并发度的配合关联图分解与重组策略，实现了装配序列并行优化，并通过实例说明了该算法的有效性。     

基于图论的产品拆卸顺序规划

为了提高产品拆卸顺序规划效率,分析装配体零件间的配合特征,提出将图论中的度引入产品拆卸顺序规划中,研究干涉矩阵与干涉图之间的关系,明确了装配连接图的邻接矩阵表达方式,推演了子装配体判别准则,给出了子装配体识别算法流程,实现了在拆卸过程中迅速确定基准件和子装配体的目的。实例分析表明,采用该方法降低了拆卸顺序分析的复杂度。     

基于深度图像的零件识别及装配监测

针对机械产品装配中零件和装配体的识别、监测问题,提出一种基于深度图像和像素分类的装配体零件识别及装配监测方法。首先构建装配体深度图像标记样本集,包括合成标记样本集和真实标记样本集;然后提取深度差分特征,利用随机森林分类器对深度图像的像素进行分类,获取像素预测图像;最后通过对比像素预测图像和颜色标签图像对装配体各零件进行识别,并对比待测状态像素预测图像和正确装配像素预测图像,实现对装配过程的监测。为了提高边缘像素点的分类准确率,引入边缘因子。实验结果表明,该方法不但准确率高,而且兼具一定实时性和鲁棒性,在装配维修诱导、装配监测和自动化装配领域具有一定应用价值。     

基于产品模型数据交换标准的装配连接关系识别和提取

零件装配连接关系是多零件装配体（如汽车车身）在计算机辅助装配规划中装配模型建立的关键内容,提出了一种利用中性产品模型数据交换标准生成装配连接关系的方法。该方法首先利用产品模型数据交换标准文件的低层几何信息构建零件的包容盒,再在建立零件包容盒拓扑关系的基础上,通过判别与零件的连接映射关系,推导出零件的连接关系信息。最后,通过实例验证了所提出方法的准确性和有效性。     

面向装配工艺规划的非稳定子装配体判别与装夹分析

针对装配工艺规划中大量存在的非稳定子装配体及其人工判断困难的问题，提出了非稳定子装配体的判别方法及其装夹方案的选择方法。分析了子装配体非稳定性的产生机理，提出了子装配体内部分离自由度分析模型的计算方法和运算规则，给出了子装配体非稳定性判定条件及其装夹零件的选择算法和选用原则。通过对子装配体的非稳定判别及装夹分析计算，不但可以提高装夹方案的制定效率和准确性，而且能发现子装配体中面向装配的设计错误。实例表明，该方法具有较强的实用性。     

面向可装配性评价的零件插装方向自动提取方法

零件插装方向是影响产品可装配性的主要特征之一,其自动化提取对于提高可装配性评价的效率具有重要意义。本文提出了一种面向机器人装配的可装配性评价的零件插装方向自动化提取方法,根据给定的产品装配序列及计算机辅助设计信息,运用几何推理技术判断产品零件间的装配关系,建立产品装配关系模型,并基于自由度分析导出零件插装方向。     

基于Inventor的装配参数化系统的开发方法

分析了装配体的装配关系、零部件间的数据关联关系以及零部件参数化的关键技术,再利用参数数据表及Visual C++程序控制两种方法,建立零件内部、零件间及装配体之间的数据传递与驱动关系,从而实现参数化零件库的建立及装配体模型的装配适应性重构,最后利用Visual C++工具对Inventor软件进行二次开发,设计出具有良好人机交互功能的零件库及整机装配平台,从而达到产品装配参数化设计的目的。     

基于熵权与模糊集的产品可装配性综合评价方法

将产品的可装配性评价指标分成产品级、装配暖和零件级3层；从信息论的观点出发，利用指标评价值的变异程度来获取各评价指标的熵权，形成基于熵权与模糊集的综合评价方法，对产品的可装配性进行评价。评价方法不仅能给出最优评价结果，还能提供各评价指标的客观熵权，设计者可以据此有针对性地进行设计修改，从而达到提高零件、装配体直至整个产品可装配性的目标。最后以实例验证说明该方法是一个合理可行且具有工程实际意义的方法。     

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.     

面向再制造的基于Pro/Toolkit的拆卸仿真

产品拆卸是再制造工程中重要的环节,拆卸的好坏直接影响产品再制造性。通过研究Pro/Toolkit二次开发的方法,得到拆卸仿真系统开发的流程:建立产品拆卸模型,提取模型拆卸信息,规划产品拆卸序列,进行产品再制造拆卸评估。研究了层次概率模糊认知图的数学模型规化拆卸序列的方法,得出了实现变速箱目标拆卸的最优拆卸序列。分析了拆卸仿真系统的再制造拆卸评估准则,给出了从零件的拆卸时间、拆卸费用、环境性影响、经济性、可拆卸度性、再制造性、回收价值性、零件耐用性、再制造工艺性、技术稳定性等方面进行产品再制造评估的改进算法。最后使用MFC对话框设计技术设计再制造拆卸仿真系统的对话框,得到面向再制造的拆卸仿真系统。     

基于广义轴理论的产品拆卸路径规划

如何将所有可行的拆卸路径进行紧凑、合理的表达是实现产品拆卸路径规划时首要解决的问题.为此,要对指定拆卸类型下的装配体进行有效的子装配体聚类.为在产品拆卸路径规划中实现子装配体聚类的优化,同时避免传统方法所造成的组合爆炸等问题,引用并扩展了表达零件问紧密程度的配合关系等概念,并结合对装配结构和装配过程的深入分析,提出符合工程语义的广义轴理论以及拆卸优先级修正系数等概念.在具体操作上,首先借助邻接矩阵的表达形式并结合同轴度系数函数和拆卸优先级别系数分配表等对应关系得到同轴隶属度矩阵及其修正矩阵.然后,结合模糊数学中模糊聚类分析的有关算法,得到具有传递性的模糊等价矩阵以及分属不同截距下的动态产品聚类关系图.最后,结合此关系图和拆卸优先级别系数分配表,实现子装配体的聚类优化.经验证,所提方法增强了拆卸路径划分同工程实际的一致性,同时减少了计算工作量.     

拆卸法在尾座虚拟装配序列规划中的应用

对虚拟装配序列规划中的拆卸法进行了详细的阐述,介绍了其基本概念和算法步骤,提出了零件的干涉表、局部配合约束表和拆卸零件集等概念和方法,并给出了程序流程图,最后结合车床尾座实例验证了其算法的正确性.     

Research on the selectable disassembly strategy of mechanical parts based on the generalized CAD model

Disassembly has gained much attention due to the growing concerns of material resources, energy conservation, and environmental conscious. The process of disassembly attempts to breakup a product into several pieces, with the expectation that the pieces together have a net value greater than the discarded product. In analyzing these aspects, one needs to determine all feasible ways to disassemble a product. This is especially true for the complex products like automobile, aircraft, etc. Most researchers took the algorithm of complete-disassembly planning to design for disassembly, although the feasible disassembly sequence can be obtained, parts of a assembled entity should be removed totally. And the required S (refers to disassembly sequence) could be gained through the proper analysis and evaluation; however, there are so many difficulties in this process and it is hard to obtain the optimum solution, especially when there are many parts in assembled body (such as automotive product). Therefore, it is very necessary to research the selectable disassembly algorithm of mechanical parts. This paper puts forward an algorithm on the selectable disassembly strategy of mechanical parts based on disassembly wave concept. It is comparatively easy and efficient to search, and get the optimal selectable disassembly sequence of mechanical parts with less amount of computing. It is so significant for all the steps of maintaining, recycling and discarding. This project is sponsored by National Natural Science Fund Project (5975042) and Shanghai Natural Science Fund Project (02ZF14024).     

考虑不定拆卸程度的选择性异步并行拆卸序列规划

针对废旧产品再生过程中常用的选择性拆卸规划方法无法全面考虑所有零部件再生收益的问题,提出了考虑不定拆卸程度的选择性异步并行拆卸序列规划方法.通过拆卸混合图表达产品零部件之间的连接关系和优先约束关系,在此基础上,以目标件逆向搜索出的最小必拆零件集合为拆卸程度下限,获取不同拆卸程度集合;以拆卸时间最小、拆卸利润最大为优化目...     

基于相似线索二叉树的汽车零部件拆卸序列生成及其回收模糊评价

根据二叉树和图算法,针对汽车零、部件的特点建立拆卸模型,并且在从CAD设计信息中获得关联矩阵并转换成无向图的基础上,建立零、部件节点信息,按已定义的拆卸规划,搜索零件拆卸关联信息并生成拆卸序列.对各零、部件是否有拆卸回收的价值以及其相应的回收方法,定义了多因素评价指标并用模糊算法进行评价.在一个已开发原型系统中,用实例验证拆卸模型和回收评价算法的可行性.     

An integrated approach to design for manufacturing and assembly based on reduction of product development time and cost

Time and cost reduction during product development is important to meet the competitiveness in the market. Design for Manufacture and Assembly (DFMA) plays a key role in product development, especially in industries like aerospace, wherein variety in component geometry is more. Parts count reduction is one of the basic principles of DFMA. Design for Manufacture (DFM) considerations lead to simplification and standardization of design and manufacturing processes. It also facilitates integration of function and form and optimizes the workflow. This paper outlines the DFMA considerations to sheet metal parts considering factors such as standardization of geometric shapes and integral part design through parts count reduction. A methodology for integration of parts is presented, which is partly interactive, to evolve an integral design from a multipart sub-assembly. The method proposed is applied to a sheet metal parts sub-assembly, and it also compares the time and cost of manufacture and assembly.     

面向机械零件设计的可选择性拆卸策略研究

机械零件可选择性拆卸规划能够实现从一个装配体上拆除一个或几个零件,这对于产品维修、报废处理和回收利用是非常有用的。尽管完全拆卸规划算法也能得到可行的拆卸序列,但由于完全拆卸规划方法需要将装配体的所有零件都进行拆卸,通过适当的分析和评价也能找到所需的可行拆卸序列,但这是非常困难的,特别当零件数量较多时,通常得不到最优解。本文在建立广义的机械零件CAD模型的基础上,定义了装配体中的拆卸波是装配体中某些零件的一种拓扑关系,可反映零件之间的拆卸顺序。并在此基础上提出了一种基于拆卸波的零件可选择性拆卸规划算法。该算法的计算量小,容易用它来进行高效的搜索,获得最优的零件可选择性拆卸序列。     

基于同步约束解除的零件爆炸图自动生成方法

面向结构教学及维修人员培训,提出了一种基于零件几何约束关系同步解除的爆炸图自动生成方法。在定义零件拆卸轴向的基础上,建立了零件邻接拆卸约束关系矩阵及约束类型矩阵,按照可同步解除几何约束的顺序对零件进行分层,并利用判断规则识别子装配体。结合应用OBB和FDH两种包围盒,提出了一种“由外向内”的等速率分层牵引零件爆炸分离方法,实现了装配体组成零件爆炸图的自动生成。