定位关系在装配序列规划中的应用研究

为提高产品仿真装配效率和满足装配工艺要求,提出一种基于定位关系分析的分类装配序列规划方法.首先对零件的装配特征属性进行预定义和分类,然后根据装配零件的联接关系,在可行拆装方向上建立所有邻接零件的定位关系链有向图;按照定位链顺序依次对零件进行干涉检测并更新其定位关系,最终获得可行装配序列.实例表明,该方法简化了模型的装配关系并有效缩小其装配序列解空间,在一定程度上提高了装配规划效率,并通过虚拟拆装仿真过程验证其生成序列的正确性和可行性.     

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。     

装配序列生成中装配信息的表示方法研究

提出采用表、矩阵、基于知识的联接关系图及其对应的关系矩阵、装配体层次关系树、局部阻碍有向图、稳定有向子图、装配知识规则这几种表示表示来完整、准确地表示装配序列生成时所需的装配信息，解决了装配序列生成中序列数随零件数增加而剧增的问题，使装配序列能准确、高效生成。     

汽车车门装配序列规划算法的设计与实现

汽车车门是车身设计过程中比较复杂且关键的部分,其工艺技术要求较为严格,为了解决车门装配序列生成与优化问题,本文研究并建立结合车门特点的多层次关联树模型和产品结构有向图模型,开发了多层次关联树遍历搜索分层算法。此算法被应用于虚拟装配中,它采用遍历加循环的方式获取装配体的全部零件信息,对装配体信息进行分级规划;接着依据自顶向下的原则进行虚拟拆卸分层控制,使用人机交互式拆卸法求解出车门拆卸序列,再对拆卸序列进行求逆运算获得装配序列。     

装配序列规划中子装配体自动生成的算法

机械产品的子装配体划分是减小装配序列规划问题求解空间规模的有效途径之一。针对产品的子装配体识别的问题,提出了一种基于图搜索策略的子装配体识别方法。首先给出了产品子装配体的定义和性质,建立了表达装配体联接关系与零件空间位向关系的联接关系图与有向阻碍图模型;然后通过对联接关系图的极大连通子图的搜索,对有向阻碍图结点的合并与边的动态调整来生成子装配体,给出了算法详细的实现步骤,并利用一个实例验证了所提出方法的正确性和可行性。     

考虑工具操作空间的装配序列生成方法

介绍了基于有向图的装配模型,该模型记录了零件间的优先关系,并对普通零件、紧固件进行不同的描述。在UG环境中对装配工具进行建模,在完整装配体中对工具的安装动作进行仿真和干涉检查,记录下工具同周围零件的潜在干涉信息,利用该信息快速检查装配序列是否满足工具的操作空间要求。然后应用改进的蚁群算法,在优先关系的指导下求解装配序列。针对妨碍工具操作等不可行的序列,提出信息素的惩罚蒸发策略,帮助蚁群避开不可行解。最后通过实例验证了算法的实用性。     

面向序列规划的装配工艺APS树模型生成的研究

分析了现有装配序列规划方法和装配序列表达模型的缺陷，提出了一种合理的装配工艺APS树模型，并用这种模型表达非线性的装配序列。利用产品功能结构树和零部件的信息，采用基于装配关系图分割的几何推理和基于规则的知识推理的方法来简化工艺子装配体的识别，以此生成装配结构树。然后，利用装配知识判定子装配体的装配优先约束关系，提高由装配结构树生成装配工艺APS树的效率。最后，基于装配结构树，通过不断添加数据节点和关系节点，自上而下分层规划，从而生成产品的装配工艺APS树。     

可变功能机械产品功能设计及功能转换过程研究*

针对可变功能机械产品相关设计方法研究中的不足,提出可变功能机械产品的功能设计方法与步骤,并对功能相似性进行探讨。可变功能机械产品实现功能转换时需要进行零件的拆卸、装配,因此有必要对其开展拆卸-装配序列的研究。将可变功能机械产品的结构构件分为共享件与非共享件,明确拆卸-装配序列规划对象为非共享件。根据可变功能机械产品实现各可变功能所需的零件列表,建立功能零件关系表。用集合干涉矩阵(Aggregated interference matrix, AIM)表示非共享零件在各自拆卸或装配方向的干涉情况,并提出包围盒与投影相结合的方法进行干涉检查,在此基础上生成AIM。然后根据生成的AIM建立目标函数,应用遗传算法对拆卸-装配序列进行优化。最后,利用Matlab编写相应的程序,以某可变功能微耕机为例对提出的方法进行验证。     

基于子装配识别和有向割集的装配序列研究

基于图论和子装配识别,提出了装配序列规划方法.把有向图理论运用到装配建模,提出了用有向装配关联图来表示装配关系.通过对装配体的结构分析,定义了子装配体,并且将子装配体进行分类.然后通过于装配识别和有向图割集,实现了装配序列规划的生成.此方法比单独的有向割集计算量少、产生的序列少.最后将该算法运用到阀门装配体中,验证了其有效性.     

面向装配序列规划的最小生成树方法

基于最小生成树的求解方法,提出了一种简单、直观、通用性强的装配序列规划新方法。根据图论的基本知识,建立零件连接图,从产品可装配性的角度分析了影响两零件间装配关系密切程度的因素,引入了装配关系密切值λ,对零件间装配关系的密切程度进行了量化评判,再通过运筹学中求解最小生成树问题的破圈法,对零件连接图中的圈进行破除,即消除每个圈中装配关系密切值最小的边,得到最大密切程度的装配体生成树,之后对装配体生成树进行干涉分析,剔除了大量的冗杂序列,从而得到既可行又最优的装配序列。最后通过实例验证了此方法的有效性。     

基于特征的装配模型及装配序列规划研究

为了充分利用CAD模型信息进行装配序列规划,将单一零件和子装配体统一为装配单元,建立了基于装配特征的产品层次模型。通过装配特征矩阵的建立来分析装配单元的自由度信息,进而确定其可拆卸程度。基于可拆即可装的假设,对可拆卸启发式规则、拆卸方向和连接关系进行分析,生成产品的拆卸/装配序列。在对装配序列进行优化的基础上,生成可行的装配序列。以球阀产品为例详细介绍了应用情况。     

基于递归循环的层次化爆炸图自动生成方法

提出以递归循环和深度优先搜索层次化装配序列的策略自动生成复杂产品层次化爆炸图的方法。为使设计结构符合装配规划的要求,设计了可方便定义子装配体和编辑装配树的装配结构重构功能。为避免重复的干涉检测,研究干涉矩阵合成方法,通过对原始装配关系信息的整合,柔性化生成面向层次化结构的装配关系矩阵。为降低大规模序列规划问题的复杂性,将整体规划任务分解为若干个及若干层级子任务,子任务内采用多规则筛选算法,以基于干涉矩阵的几何可行性为前提,并行性、连续性、稳定性和方向性等为优化筛选指标,循环构建序列。提出递归爆炸算法,循环对层次化装配序列进行深度优先搜索,实时计算已爆炸零部件的累积包围盒,从而确定待爆炸零件位移矢量,自动生成间隔均匀有序、结构紧凑且空间层次感强的爆炸图。开发了基于Siemens NX的装配规划系统Auto Assem,以减速器及汽车部件实例验证了方法的有效性。     

基于一种树模型的装配序列优化生成的研究

分析了装配序列评价的特点,提出了一种用于表达装配序列的树模型及其生成算法。阐述了装配序列二级分层综合评价与优化的方法,提出了利用熵权法来确定各评价指标的权重,利用模糊综合评价方法对该装配序列树模型中每层关系节点A或节点AP下的各数据子节点进行装配顺序的优化,最终生成优化的装配序列。该方法缩小了装配序列解空间,提高了装配序列的评价效率,并以齿轮减速器为例进行了验证。     

基于一种树模型的装配序列优化生成的研究

分析了装配序列评价的特点,提出了一种用于表达装配序列的树模型及其生成算法.阐述了装配序列二级分层综合评价与优化的方法,提出了利用熵权法来确定各评价指标的权重,利用模糊综合评价方法对该装配序列树模型中每层关系节点A或节点AP下的各数据子节点进行装配顺序的优化,最终生成优化的装配序列.该方法缩小了装配序列解空间,提高了装配序列的评价效率,并以齿轮减速器为例进行了验证.     

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。     

生成装配与或图的直接算法

为了提高产品装配序列规划的效率,提出一种生成装配与或图的高效算法,直接模拟产品的装配过程。通过在装配与或图节点的数据结构中增加零部件的关联信息检查子装配间的关联关系,通过检查装配优先关系避免非法节点的生成,通过限定装配与或图节点的组合范围、分批地生成装配与或图节点以避免装配与或图节点的重复组合,整个装配与或图采用自底向上的方式生成。理论分析和实验比较的结果均表明,本文算法的时间复杂度明显低于现有算法,空间复杂度和现有算法基本相等。     

基于层次模型的人机交互装配序列生成算法研究

针对装配序列规划中组合爆炸及所生成装配序列的工程有效性不高的问题,提出了在层次模型基础上,对零件间装配关系进行人机协同量化,然后分层次、在子装配体范围内进行装配序列规划,最后结合柱塞泵的装配实例,验证了采用该方法能生成工程有效性较高的装配序列。     

基于二进制编码的并行装配序列规划方法研究

为了提高复杂产品的装配效率,提出了基于二进制编码的并行装配序列规划方法,实现产品的并行装配.通过二进制编码来描述产品各零件之间的装配优先关系,定义了带时间约束的装配特征表,使用二进制运算操作来更新装配过程中零件间的优先关系,提出了并行装配序列的生成算法,适用于复杂产品的并行装配规划.机用虎钳实例验证结果表明了该方法的可行性和有效性.     

基于DELMIA的电动工具虚拟装配技术研究

在虚拟装配技术的理论基础上,对电动工具(以电钻为例)的装配工艺问题进行了研究.根据产品的装配层次关系,生成了电钻的装配结构树,实现了电钻的装配模块划分,形成了各个子装配体;依据分层规划时的装配关联图,表达了电钻的二维拓扑结构,采用宽度优先搜索策略进行了装配序列推理.实现了装配序列的合理规划;采用由粗到精(即按照"包容盒级、半包容盒级、精确实体级")逐层推进的顺序对电钻的装配路径进行了规划,并在DELMIA软件中对整个装配过程进行了仿真.仿真结果表明该研究为电钻产品的生产制造提供了良好的应用前景.     

支持变型设计的可配置产品结构模型

根据变型设计对产品结构可配置性、可重用性和灵活性的需求,深入分析了广义产品结构和数据之间的语义关系,提出了一种将扩展与或树和装配有向图相结合的可配置产品结构模型。扩展与或树覆盖了一组变型产品的结构,建立了产品节点之间的内在语义关系和配置条件,用以支持变型产品的组成结构变型;装配有向图形式化描述装配关系和装配方向,用以表达产品结构中装配语义。在此基础上,通过可扩展属性集来描述产品结构中各节点属性及其关系,支持变型产品的参数变型与传递。最后以汽车减震器产品系列为例,说明该模型对支持快速变型设计的可行性。