基于装配可供性模型的多阶段装配资源匹配研究

针对零部件不同装配阶段对装配资源需求不同的问题,在分析零部件与装配资源的相互关系的基础上,提出了基于装配可供性模型的多阶段装配资源匹配设计方法。首先对零部件进行了装配需求分析,然后建立装配可供性模型和面向装配设计准则约束等分析工具进行了装配前、装配中、装配后3个阶段的装配资源自适应匹配,最后以齿轮和轴的装配为例验证了该方法选择最优装配资源的合理性与有效性。研究结果表明:运用装配可供性模型可以剔除对装配有消极交互作用的装配资源,选择对装配有促进交互作用的装配资源,从而验证了选择最优装配资源的有效性。     

一种基于事物特性表的产品结构模型研究

产品的快速变型设计需要建立合理的产品结构模型。根据产品变型设计的特点和产品配置管理的需求,本文研究了一种基于装配拓扑树产品结构模型,描述了产品及其零部件之间的并、或、异或等约束关系和选择条件,并以面向对象的方法构造了产品结构模型类和基于参数的事物特性表,通过参数化设计,实现从零部件类到零部件实例的转化。     

机械零部件基准的选择

零部件机加工中定位实际上是以零部件上的某些基准面与夹具上定位元件保持接触的,从而限制工件的自由度。零部件上哪些面与夹具的定位元件相接触,这就是基准的选择问题。基准选择的合理与否,很大程度上决定了零部件加工质量的好坏,装配后产品能否安全可靠地运转、保持优越的工作性能,即基准的选择对产品质量起着决定性的作用。     

定位优先级约束下间隙配合的变动解析与装配成功率计算

装配特征之间的变动解析是产品装配偏差累积分析的重要基础,针对现有研究成果未考虑零件间装配特征定位顺序对配合间隙影响的问题,提出一种定位优先级约束下间隙配合的变动解析模型与装配成功率计算方法。建立了两个零件之间多基准装配的数学模型,并分析装配特征在配合前相对于装配名义位置的变动。通过对平行平面配合、圆柱面配合、圆锥面配合以及球面配合等四类间隙配合的接触状态进行分析,得到装配基准特征与装配目标特征在配合后相对装配名义位置变动所需满足的约束条件。在此基础上提出定位优先级约束下的装配特征之间的配合变动算法,并给出包含多组装配特征配合的两零件之间的装配成功率的计算方法。以一种测量仪器结构的装配为实例,验证了上述方法的可行性。     

基于全约束六自由度零件的机械产品虚拟装配方式研究

为了解决机械产品的虚拟装配模型在原始和改进设计过程中因零部件特征参数调整或约束关系变更而导致的模型干涉甚至崩溃问题,提出了一种全新的机械产品虚拟装配方式。该方式基于对机械产品功能组成的全面分析,找出与每一功能要素相对应的约束分解并构建合理的拓扑结构,在此拓扑结构的基础上,通过对零部件模型六自由度的全约束实现机械产品结构上的定位组合。探讨了支撑此装配方式的关键技术,并给出了具体的逻辑结构和实施流程。     

基于约束代理的虚拟手装配研究

虚拟环境中缺少零件约束信息,从CAD系统中提取约束信息并根据虚拟装配系统的需求进行简化,采用添加约束代理实体的方法对约束信息进行表达.根据装配约束和约束代理实体的特点,三个有效的线面约束便可以对任意一个零件定位,对约束进行捕捉并对多个约束作用下零件的运动进行了分析.开发了虚拟手装配操作系统,操作人员能在约束的引导下顺利地完成产品的虚拟装配操作.     

半挂车快速设计系统中自动装配匹配技术研究

自动化装配是半挂车快速设计系统的核心功能之一。在分析半挂车整体及各零部件结构特征的基础上通过规划装配顺序、装配约束关系和构造装配函数,提出了适用于半挂车主要零部件及总成的装配约束类型及实现方法,规范了半挂车主要零部件快速设计时装配基准及匹配类型的设置,实现了自动装配,大大提高了装配设计的速度和效率,并基于UG验证了该方法的有效性和实用性。     

二次开发UG实现飞机操纵系统零件参数化设计与虚拟装配自动化

在对飞机硬式机械操纵系统组件功能和构造特点分析以及零件实体造型和参数化模型建立的基础上,采用UG二次开发工具UG/Open编程,通过编辑不同类型零件参数化模型的几何特征参数实现零件参数化设计;针对UG交互方式进行大型复杂系统虚拟装配存在的操作过程烦琐和重复性差等不足,基于已建立的零部件装配用方位参照信息开发实现装配过程中的零部件自动坐标定位并对虚拟装配过程加以记录,实现虚拟装配自动化。     

基于物理属性的虚拟装配过程

针对虚拟装配系统中存在仿真程度不够高的缺点,提出基于物理属性的虚拟装配过程研究。通过分析虚拟装配过程对零部件物理属性的需求,建立零部件物理属性模型,给出确定零部件各物理属性以及自由运动状态的方法,分析碰撞响应对运动状态的影响。研究虚拟装配系统中装配对象间的交互过程,使用多刚体系统动力学分析方法对零部件装配过程中的动力学以及运动学进行分析,给出装配对象的运动学与动力学方程。通过把抽象的约束关系转换为基本约束方程表达运动副约束,并把运动副约束用于装配对象的运动分析。提出基于碰撞与静力学的稳态分析方法研究零部件达到稳定状态的条件。应用实例表明上述方法有效可行。     

基于分阶式力引导的自动装配定位方法

为准确模拟人的装配意图,以对虚拟零部件进行引导定位,提高产品装配仿真过程的真实感,提出一种基于分阶式力引导的自动装配定位方法。根据装配过程各阶段不同的施力特点,采取符合各阶段装配意图的施力策略对装配件进行引导定位。从人对物体位姿的实际认知出发,提出一种面向装配过程仿真的物体位姿描述方法及控制策略。通过模拟人机因素对装配力和装配力矩的影响,将人机因素融入产品装配仿真过程。通过在自主开发的虚拟装配原型系统中的应用,验证了所提方法的有效性。     

面向快速变型设计的产品结构模型研究

产品的快速变型设计需要建立合理的产品结构模型，根据产品变型设计的特点和配置管理的需求，提出一种基于装配拓扑树和零件拓扑树的产品结构模型，描述了产品及其零部件之间的并、或、异或等约束关系和选择条件，并以面向对象的方法构造了产品结构模型类，该模型的建立为实现快速变型设计提供了良好的基础。     

基于实测数据的天线座数字化装配仿真技术

文中对现阶段车载情报类天线座的装配流程进行梳理,提炼各零部件的关键建模特征和装配特征,筛选识别关键装配参数,构建天线座数字化装配孪生虚体。通过导入关键零部件的实测数据,以满足传动装配质量为约束,快速生成天线座实际装配仿真模型。基于Creo2.0开发天线座数字化装配仿真软件,开展装配过程仿真,提前识别装配干涉,形成垫片修配环节作业指导并向装配现场发布,消除实物预装风险,实现由实物预装向虚拟预装模式的转变。最终以某型号车载雷达天线座为应用对象,完成天线座装配仿真技术的应用验证。     

虚拟装配操作中基于语义的推理方法研究

在虚拟装配中,基于几何约束的交互装配操作与实际的工程约束不完全相符,导致与设计装配操作意图不完全一致,且装配操作不够自然、效率不高.为此,提出基于装配任务层次和装配语义识别的虚拟装配操作方法.通过装配语义的生成、识别、确认和解算,将虚拟装配系统对装配关系的识别,从约束层次提高到装配任务层次.在汽车发动机零部件的虚拟装配中的应用表明:该方法能够很好地捕捉虚拟装配过程中的用户交互意图,通过用户能够在虚拟环境中方便、准确地进行装配,使装配效率得到明显提升.     

基于曲面约束匹配算法的装配仿真定位方法

随着工业科技的发展,现代制造业对零部件的装配精度提出了更高的要求,要求从系统制造的早期阶段预测最终产品的精度与性能,这有利于提高装配合格率、一致性及精度稳定性。在精密零件真实模型的装配仿真过程中,确定零件模型的装配定位是进行装配精度预测与控制首要解决的问题,其本质是两个带有几何误差的配合表面的精确匹配。提出一种基于曲面约束匹配算法的装配仿真定位方法,并通过试验验证,零件装配定位的预测值与实测值的相对误差在10%以内。该方法是准确有效的,具有很好的计算精度,可以快速准确地在真实接触状态下分析和验证装配出的产品是否符合精度要求,为产品的装配分析和公差设计提供良好的校验、反馈功能以及可视化手段。     

互换装配法解算装配体尺寸链研究

优质的机器之所以能够正常运转并保证后期零件的加工精度,不仅取决于前期零部件的加工制造精度,还与各零部件在组装时是否处于正确的装配位置有重要关系。达到这一装配位置的常用方法就是采用互换装配法解算装配尺寸链。在互换装配法中,按照适用场合不同,又分为完全互换装配法和大数互换装配法等2种解算方法。通过实例描述了2种算法的解算过程,得出了各零部件实际安装尺寸及上下偏差;同时,按照换算后的尺寸及偏差安装零部件即可达到装配使用要求。通过对比分析,得出了2种算法的特点及适用场合,为选择何种算法更经济实用或能否满足实际加工要求提供了理论依据。     

逆向工程中基于几何约束的汽车零部件模型重建

结合汽车变速籀、发动机零部件的精密测量和数字建模，考虑零部件实物模型中的隐含约束关系，提出了基于几何约束的模型重建和优化求解方法。该方法把约束按照优先等级顺序添加到约束图中，应用自由度分析法建立协调的约束系统，把复杂约束问题分解为约束子问题进行求解。将该方法应用于变速箱零部件模型重建中，所得到的几何模型较好地反映了原始设计意图，满足产品装配精度要求。     

激光去溢料机定位机构的有限元模态分析

全自动激光去溢料机中的定位机构使芯片模组在机器中准确定位,实现封装后溢料的精准去除。针对采用Solidworks软件完成造型和装配设计的定位机构,利用Simulation插件的有限元分析功能,对该机构分别进行自由和约束状态下的模态分析,研究其在振动情形下可能导致的零部件结构变形及原因,以此为依据提出合理的结构改进建议和措施,以保证零部件乃至机构设计的准确性和合理性。该方法也可用于自动化设备整机设计的合理性验证与结构改进和优化。     

RFID定位技术在虚拟装配中的应用

旨在运用RFID技术来辅助零部件装配,实现一种在可视化界面实时显示装配过程的技术,因此需要获取到零部件之间的相对位置关系。在分析现有RFID定位算法的基础上,用遗传算法优化BP神经网络的权值和阈值,再结合现有的RFID定位算法来实现零部件的相对位置估计。实验结果表明,零件定位精度较高,此定位方法可以应用于虚拟装配。     

敏捷制造环境下装配产品变形设计方法

为了获得满足顾客个性化需求的装配产品设计方案 ,提出了通过修改现有成熟零件的设计的变形设计方法。建立了描述装配产品构成零件之间配合关系的模型并识别出反映装配产品构成零部件之间尺寸关联关系的约束组。每个约束组的变形设计过程被归结为一个混合整数线性规划 (MILP)问题 ,而所有约束组的MILP问题的组合求解过程则反映了装配产品的变形设计优化过程。开发了软件原型系统并进行了仿真 ,仿真结果表明该方法能够在合理的时间内获得新的、可行的装配产品设计方案 ,可以作为装配产品设计方案的生成器 ,以缓解顾客个性化需求对产品设计带来的压力     

机器人化装配过程中的规则与判断支持

装配作业是一种精细复杂的智能控制作业。机器人化装配需要知识与判断的支持。阐述了装配作业的目标、主要装配关系和装配动作。给出了一组有关零部件拆卸装配的基本规则。探讨了约束的一种表征和移动拆卸的判断算法,在二维平面内验证了判断算法的可行性,给出