基于智能元件的柔性夹具设计新方法（2）

为实现柔性夹具设计过程中的元件感知设计环境,辅助工艺员选件、尺寸驱动与自主装配,提出基于智能夹具元件的设计推理方法。在夹具布局设计完成的基础上生成工件本体,以工件本体模型推理智能柔性夹具元件选择,给出基础元件、支撑元件、定位元件与夹持元件的选件规则。利用工件功能特征与元件功能特征、元件之间的配合特征位置关系驱动智能元件的尺寸规格。利用预定义的装配模式推理元件配合关系,并实现元件之间的自动装配。通过开发柔性夹具设计系统,验证了智能夹具元件在设计过程中的有效性。     

基于多层实例库的组合夹具辅助装配研究

针对计算机辅助夹具设计系统的功能需求,提出了一种组合夹具智能辅助设计的装配模型,建立了基于装配特征的元件库、以典型路径形式存储的典型组件库和包含夹持面域关系信息的典型结构库所构成的多层夹具实例库。采用了分层匹配的方式检索夹具结构、组件和元件,以完成夹具结构的装配过程,提出了一种自顶向下分层匹配的组合夹具智能辅助装配方法。     

基于MDT的组合夹具CAD系统中元件选择及精度计算实现

组合夹具由不同形状、不同规格尺寸的标准元件组装而成。夹具设计过程中工艺人员在组装角度夹具和一些基本功能结构时,通过选取同类元件的多个不同系列尺寸装配形成一个组合尺寸。基于MDT软件和组合夹具CAD系统,开发了夹具设计中组合尺寸元件选择和精度检验的实现方法。     

基于重用的组合夹具辅助装配过程

组合夹具装配过程需要丰富的专业知识和实践经验,重用知识和经验对辅助装配显得尤为重要。把设计重用两项重要的使能技术引入到组合夹具装配过程,重点对夹具元件基于规则重用和夹具体基于实例重用的装配过程进行了论述,并阐述了整个组合夹具智能交互装配过程。     

面向组合夹具设计的智能元件库关键技术研究

为了解决组合夹具设计过程中反复指定装配关系和添加附加特征繁琐的问题,本文提出利用凸凹特征描述元件的装配特征,由凸凹特征构成约束特征模式并利用元件之间的约束特征模式实现元件之间的自动装配。针对孔系夹具设计中出现的附加特征,利用自定义特征构建智能特征,并提出了智能特征的添加算法。最终利用智能元件与智能特征构建了组合夹具智能元件库,实现了组合夹具元件装配设计的智能化并能保证元件和工件之间设计数据的一致性。     

面向网络的组合夹具虚拟装配技术研究

为了实现网络环境下的组合夹具虚拟装配,构建了具有五层结构的夹具元件层次信息模型,提出了一种基于层次包围盒体树的碰撞检测与装配约束交互匹配的虚拟装配技术。运用二叉树分解法划分模型空间构造层次包围盒,开发了碰撞检测算法,实现了网络环境下夹具元件的干涉检查和穿刺深度计算;通过提取夹具元件功能表面的装配约束特征,交互匹配调整其空间位姿,快速实现元件的精确定位和虚拟装配仿真。开发了组合夹具网络虚拟装配平台,通过实例验证了装配技术的可行性。该方法能满足网络虚拟装配的实时性和交互性要求,为进一步研究组合夹具异地协同组装设计奠定了基础。     

基于可重构核心组件的组合夹具自动拼装系统

在PRO/E3.0平台上开发出了组合夹具计算机辅助拼装系统。该系统将若干可独立完成各种功能的参数化结构形式设为核心组件并构建了组合夹具元件库,提出一种新的典型路径的存储方法。引入产生式规则进行组合夹具定位夹紧元件的选择,实现了系统的局部智能化。组件选择及装配实例表明,该系统能较好地完成组合夹具的拼装任务。     

资源组件驱动的装配工具匹配推理方法

针对复杂产品装配工序多样、工序间装配约束复杂、虚拟装配过程中工具资源的表示与推送困难问题,提出了资源组件驱动的装配工具匹配推理方法.首先,搭建了包括装配工具资源组件驱动模块、资源组件本体构建模块、资源组件运行与求解模块的资源组件驱动的装配工具匹配推理框架;然后,构建了装配工具的资源组件本体,给出了基于资源组件的装配工具匹配推送机制,并重点设计了资源组件驱动的装配工具类型与尺寸的按需匹配推理方法;最后,依托复杂产品装配资源推送服务平台验证了所提方法的有效性.解决了装配工具资源人工调整响应速度慢、装配效率低的问题.     

语义推理驱动的协同装配技术

为提高协同装配智能型和自动化程度,提出了语义推理驱动的智能装配技术.通过定义装配端口,建立装配元件之间连接关系的高级抽象表达;通过三维语义标注,构建产品三维形体与语义内容的关联,由此构建面向装配的产品本体模型.通过建立语义推理规则库及端口坐标系,实现装配连接关系的自动推理,并自动创建元件之间的配合操作关系.开发了基于自由度分析的三维约束求解引擎,基于推理结果自动求解变换矩阵,最终实现元件的自动装配.开发了智能协同装配原型系统并进行了试验,结果验证了该方法的有效性.     

基于虚拟现实的组合夹具组装系统研究

针对计算机辅助组合夹具设计存在的问题,提出了一个基于虚拟现实的组合夹具组装系统。给出了系统的功能模型和体系结构,研究了组合夹具虚拟装配模型、虚拟环境下组合夹具元件的装配定位等关键技术和解决方案。提出了基于多视图的组合夹具虚拟装配模型,该模型便于信息表达和管理,符合虚拟环境的表达和组织原则,解决了元件重复使用问题。提出了基于模糊评判的几何约束自动识别方法,对待装配件与装配基准件的装配特征进行匹配和优化选择,实现装配操作意图的准确捕捉。应用实例表明,原型系统能够很好地支持组合夹具组装设计。     

基于UG平台的铣床夹具设计研究

介绍了基于UG平台的机床夹具设计方法。首先建立了基于UG平台的夹具标准元件图库;然后根据夹具设计方案,把需要的定位元件、夹紧元件以及辅助元件直接复制到夹具装配文件夹中,并按照装配关系依次装配各元件;再按照各元件尺寸位置设计夹具体,并装配成三维实体夹具;最后把三维实体夹具转换为二维夹具装配图,并以铣床夹具为例进行验证。     

CommonKADS在夹具结构设计中的应用

为提高夹具设计系统的实用性并改进结构设计过程,应用知识工程来开发智能化夹具结构设计系统。首先应用CommonKADS方法构建系统的知识模型,刻画知识的上下文和相互依赖关系。在该模型中,领域知识将结构设计涉及的知识项概念化,提出典型结构以替代基于实例推理方法中的设计实例;任务知识用于描述任务分解和控制策略;推理知识用于描述基本推理和推理结构。将知识模型的内容和结构映射到系统体系结构中,开发了夹具结构设计原型系统。设计过程采用自动设计和交互设计的混合模式,主动支持设计者进行创新设计。最后,以实例说明了知识模型和知识系统的应用,验证了知识工程方法的有效性。     

基于知识元的冲压模具设计方法

为实现冲压模具设计的智能化,提出一种基于设计过程知识元的模具设计方法。该方法首先分析模具设计知识内涵,建立了冲压模具设计的领域本体,通过领域本体和规则对模具设计知识进行表达。在分析组件间关联关系的基础上,建立了组件关联矩阵,并定义了设计过程知识元。以设计过程知识元为驱动,对设计过程中的具体关联矩阵和推理规则进行匹配,完成了动态决策的设计过程。基于该方法开发了一种定子切边冲槽模具设计系统,通过设计实例验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于功能实例推理的敏捷夹具设计

为提高夹具设计的敏捷性,提出了一种基于夹具功能分解的实例推理方法。该方法根据元件的不同功能和装配特征,建立了一种基于层次的敏捷夹具设计模型。采用基于实例推理方法,通过对产品信息的相似性计算,获取有相似产品信息的夹具实例,再通过几何冲突裁决法和功能冲突裁决法来解决相似实例与实际要求之间的冲突,最后修改夹具实例以满足设计要求。以轴类工件为研究对象进行了应用验证,显示该设计方法可以使敏捷夹具很容易修改,实现重用。     

基于实例的汽车覆盖件模具结构智能CAD

覆盖件模具的设计和制造是开发汽车新车型的“瓶颈”环节。鉴于覆盖件模具结构的特点,其设计质量完全取决于设计人员的经验和水平,难以保证。本文阐述了汽车覆盖件模具结构设计采用智能CAD的原因和意义,分析了基于实例设计（CBD）方法优势,指出CBD方法是最常用、也是最为成功的用于模具结构设计的智能CAD方法,论文提出了“实例＝实例模型＋实例数据”的描述方法,在正确处理设计尺寸参数化程度的基础上,通过建立面向装配的实例模型和推理机制,成功地进行了基于实例的覆盖件模具结构智能设计。     

融合连接矩阵与模糊集合的装配序列智能规划

针对产品装配环节中过于依靠传统人工规划和二维图纸装配、智能化不足等问题,提出了一种基于连接矩阵与模糊集合的装配序列智能规划方法。提取产品CAD模型中的装配信息和约束信息,生成产品本体模型,建立已知装配序列产品结构信息规则库和典型结构库。典型结构或者完全匹配的产品直接输出装配序列;相似结构通过相似匹配重用典型结构装配规划特征进行装配序列推理,非典型非相似结构应用基于模糊集的装配知识推理得到其装配序列。基础装配序列通过基于连接关系的装配序列优化方法进行二次规划,得到完整装配序列,实现产品装配序列智能规划。通过圆柱齿轮减速器装配序列智能规划应用实例验证了方法的可行性。     

虚拟组合夹具系统的组件化设计

通过对基于软件组件技术的组合夹具元件图库、元件库存和夹具图库的设计和相互关系的研究,在SolidW orks平台上运用组件技术体系和工作机理进行二次开发。以VC开发的DLL程序包为例,阐述组合夹具虚拟装配的实现步骤,证明组件技术在SolidW orks平台上进行二次开发的可行性和实用性。应用组件设计思想使系统在维护、与其他系统的衔接、升级更新等方面都有极大的优越性,对推动CAD/CAPP/CAM技术的进一步发展具有重要意义。     

基于本体的装配过程几何仿真框架

为了辅助装配工艺设计和验证,提出一种装配过程几何快速仿真本体框架,以本体模型驱动代替传统数据模型驱动,实现装配过程几何仿真自动建模.通过建立具有一般性的装配过程几何仿真本体模型,解决传统数据模型难以表达装配过程几何仿真中概念的复杂关联和知识表达的问题.在装配过程几何仿真本体模型的基础上,进一步研究本体知识决策的机制,实现仿真建模过程中的自动决策,有效地减少仿真建模的手工工作量.以飞机某翼盒组件的装配过程几何仿真为例,对装配仿真过程中典型的装配顺序决策问题进行决策,验证了所提框架的有效性.     

面向智能装配的工艺知识管理方法EI北大核心

针对机电产品装配过程中智能化程度不高、工艺知识量大且繁琐的问题,提出了面向智能装配的装配工艺知识管理方法。研究了基于本体的工艺知识建模方法,利用本体描述语言(OWL)对知识本体进行编码。分析了装配过程涉及的工艺知识的特征,根据知识的类型构建了对应的装配工艺知识库,提出了产品全生命周期装配工艺知识管理方法;设计了基于本体的语义相似度和逻辑推理相结合的工艺知识智能推理流程,结合制造执行系统(MES)和闭环控制思想,提出了装配工艺评价与优化方法。以继电器为对象,验证了机电产品工艺知识管理方法的有效性,开发的工艺管理系统应用在某航天电子企业。     

榫卯结构的参数化智能装配设计方法研究

以榫卯结构设计为例,提出一种榫卯参数化智能装配设计的方法.抽象出榫卯的参数化设计特征、特征模块化构建以及智能装配设计技术,实现了基于SolidWorks的榫卯结构参数化智能装配设计系统,并以官帽椅的设计进行设计过程的验证.