基于零件约束的装配规划技术研究

装配规划是虚拟装配中的关键技术。这里将装配序列的分层规划方法和拆卸法求解装配序列的方法相结合，在研究产品装配层次结构的基础上，以子装配体为研究对象，利用零件之间的装配约束信息求解零件的拆卸方向和顺序，进而实现产品的装配顺序和路径规划。     

CAD系统与虚拟装配系统间的信息集成技术研究

针对商品化计算机辅助设计系统与虚拟装配系统间的数据转换问题,提出了一种虚拟装配环境下的零件信息层次表达结构模型,该模型由面片层、几何层、特征层和零件层组成;给出了虚拟装配环境下零件信息模型的重构方法,通过对计算机辅助设计系统中零件信息的提取和虚拟装配环境中零件信息的重构,较好地解决了商品化计算机辅助设计系统与虚拟装配系统之间的数据集成问题;建立了虚拟装配原型系统,验证了研究结果的可行性。     

基于优先约束关系的装配序列规划研究

利用联结图方法建立设备的装配关系模型,生成联结矩阵,并利用子装配体的概念对模型进行简化.利用联结图模型分析零件间的优先约束关系生成优先关系矩阵,利用优先约束矩阵生成设备的可行装配序列,为设备装配序列选优提供基础.     

三维装配尺寸链的自动生成

提出了一种基于CAD模型的三维装配尺寸链自动生成方法。该方法从定义装配性能特征入手,首先对CAD装配模型进行深层次的解析及预处理,以获取隐含在模型内部的公差分析所需信息。然后利用图论理论,通过构建特征-尺寸邻接矩阵、特征-装配约束关系邻接矩阵、装配关系传递图等,将装配体中参与装配的零件和特征以及其之间的装配约束关系、尺寸及形状等信息的传递过程以图的形式进行表达。最后将三维尺寸链分为显式和隐式两类,对于显式尺寸链,由装配关系传递图搜索连通通路可直接获取尺寸链图和方程:对于隐式尺寸链,提出了尺寸方向差异度的概念、封闭环方向优先的搜索策略以及构建过渡尺寸链的方法,最终可获取尺寸链图和方程。该方法已在自主开发的三维装配尺寸链自动生成系统中得到了验证。     

基于特征语义的装配序列规划预处理方法

针对复杂产品装配序列规划复杂度高、求解效率低下的问题，提出了基于典型零件装配语义规则的装配序列规划预处理方法。构建基于特征的装配语义模型，表达零件的类型与几何特征信息，在此基础上构建典型零件装配特征库；通过基于属性邻接图的匹配方法，进行零件类型识别及子特征分割；基于典型零件的装配规则，建立装配序列规划矩阵的降维方法，提出基于装配序列规划矩阵的装配可行序列生成方法；以主动锥齿轮子装配为例验证了方法的有效性。     

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.     

产品装配顺序规划方法的研究

计算机辅助装配顺序规划是有关产品装配研究的重要内容。在提高装配顺序规划质量的条件下，综合拆分法与优先约束法的优点，提出了一种装配顺序规划的新方法。在子装配、组件预识别的基础上，采用割集法将产品进行拆分。基于装配城信息建立零件几何优先关系，基于产品共性特征及个性特征建立工艺优先关系，最终生成合理可行的装配顺序，并对实例进行分析。     

虚拟装配中装配公差的检验分析

装配性能分析的主要内容之一是装配公差的分析。阐述了虚拟装配系统中公差并行设计的过程，建立了零件尺寸公差与装配体配合公差的模型，利用约束关系图表达了零件尺寸信息与装配体配合关系信息，利用尺寸公差模型与约束关系图通过有关算法生成装配尺寸链。介绍了公差分析的两种方法，并以孔轴的径向配合为例，利用极值法进行装配公差检验，针对检验时出现的各种不合理结果进行了详细分析，并提出了设计公差相应的修改意见。     

复杂装配尺寸链的分析计算

针对复杂装配尺寸链分析计算需要解决的关键问题,提出复杂装配尺寸链的计算方法及基于特征的装配信息模型.该模型由装配单元、装配单元与子装配单元之间的从属关系、装配单元之间的约束关系和零件的属性组成.基于模型,给出装配尺寸链的自动生成算法.基于向量空间表示法对装配尺寸链进行表示,能直观方便地分析装配误差累积和传递对装配尺寸链封闭环的影响.     

装配体公差建模方法研究

为实现装配体公差建模,即在计算机中表示装配体的装配关系和零件本身的公差属性,提出一种综合建模方法,该方法将装配关系模型和零件公差模型相结合.装配关系模型包含父子装配单元之间的从属关系、装配单元之间的约束关系;零件公差模型采用基于关键特征和有向图的建模方法.并结合实例进行了分析验证.     

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。     

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。     

面向装配序列规划的装配建模研究

在分析了层次树状模型与关系网络模型这两种装配模型结构的基础上，根据装配序列规划的要求，应用面向对象的方法建立了满足装配序列规划的产品装配信息模型，提出了相应的数据结构，为虚拟装配序列规划提供了合理的产品信息框架。     

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。     

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。     

面向大型产品装配序列规划的分类方法研究

讨论了在对大型产品进行装配序列规划时 ,为了简化装配序列产生过程 ,需要对待装配大型产品按操作复杂度分成两类 ,即复杂装配部分和简单装配部分 ,复杂部分进行虚拟装配规划 ,简单部分进行自动装配规划。分类时 ,首先对装配产品进行子装配体识别以得到组件 ,然后利用分类算法将组件分为两类。     

混流轿车总装配线的动态规划与仿真优化研究

为设计合理的轿车总装线和提高生产效率,分析了其总装工艺流程及特点.建立装配线负荷平衡的数学模型及在3种不同阶段时的目标函数,确定了设计参数的上下界限并分析了各种启发式求解算法.采用最小生产循环来研究混流装配线的产品投产排序问题,建立了基于闭环工位时间移动窗口的最小化装配线空闲与超载时间和准时生产环境下零部件消耗速率均匀化的目标函数,并分析了3种优化算法.在数字化工厂软件eM-Power的平台上建立了轿车总装车间的底盘工段与分装工段部分工位的仿真对象模型及控制逻辑.最后,进行了生产评估并验证了所建模型的有效性.     

层状装配系统的自动装配规划研究

对计算机自动装配规划进行了研究,从最底层零件间的优先关系矩阵出发,研究了串联、并联子装配体的识别和检验算法、高层装配体间的优先关系收缩矩阵算法以及装配系列的自动生成算法。通过算法在汽车车身后地板装配实例中的应用,对算法的有效性和实用性进行了验证。研究的算法可自动实现层状装配系统的计算机自动规划,可广泛应用于汽车、机器人及其他各种多零件机械体的装配顺序规划。     

面向产品全生命周期的虚拟装配技术研究

阐述了虚拟装配的内涵。从可装配性设计原则、可装配性分析评价和装配过程仿真3个方面,建立了面向产品全生命周期的虚拟装配技术体系结构,并分析了该体系结构的虚拟性、并行性、集成性和协同性的特点。对虚拟装配模型、虚拟可装配性分析与评价、虚拟装配工艺规划及虚拟装配系统规划等虚拟装配关键技术进行了研究,并初步构建了面向产品全生命周期的虚拟装配环境。     

基于虚拟装配特征的虚拟装配研究

主要研究虚拟环境中产品的虚拟装配问题。在研究以往学者对装配特征定义的基础上 ,结合虚拟装配的特点 ,提出了虚拟装配特征的概念 ,虚拟装配特征不仅描述了产品中零件间的约束关系 ,而且描述了产品的公差。在充分考虑了公差对产品装配工艺计划和产品可装配性影响的情况下 ,提出了装配工艺计划算法。