可重构DC插头端子全自动装配机的开发

首先指出了运用可重构思想,模块化设计开发自动装配机的应用前景及优势。接着介绍了可重构自动装配机的整体方案以及具体的模块划分。然后介绍了工作台结构以及步进电机控制。最后给出了可重构自动装配机整机的气动系统原理图。     

基于XML的可重构装配模型

产品装配模型是实现网络化协同虚拟装配的核心内容。针对网络化协同虚拟装配环境对装配模型的重构与共享的需求,提出了应用XML技术表达与处理可重构装配模型的方法。论述了可重构装配模型的对象结构和XML语言描述,并说明了相应的数据重构和共享的处理方法。为网络化协同虚拟装配系统开发提供了模型方案。     

基于UG装配工艺卡片自动生成的研究及系统扩展

提出了一种虚拟装配系统的体系结构,在此基础上构建了相应的集成化产品装配模型。开发出的虚拟装配系统,解决了产品CAD系统中产生的结构参数与产品几何模型尺寸参数间的传递问题,实现了模型库与尺寸参数数据库的双向关联;装配系统不仅具有装配工艺规划与仿真功能,其装配工艺后处理模块还能快捷有效地生成符合工厂要求的装配工艺卡片;应用表明,该虚拟装配系统能够有效支持产品装配工艺规划的全过程。     

基于装配特征的零件自动装配

研究了装配模型技术，提出了一种根据零件及其装配特征的参考原点和装配基准面来确定零件移动位置和方向的方法，从而完成自动装配，可大大地减少计算机辅助装配系统输入的数据量，提高了装配速度。采用这一方法开发了基于CAXA平台的夹具快速装配子模块，取得了较好的效果。     

可重构数字化装配环境建模与仿真

针对产品装配过程的多样性、复杂性，提出一种可重构的具有层次结构的数字化装配环境模型。数字化装配环境分为设备层、中间层、零件层，通过建立层内各元素的约束和层间信息的映射实现信息的有机结合。研究了环境的几何建模和物体的运动建模，利用面向对象技术建立了数字化装配环境。实例表明，该模型具有良好的可重构性，可方便快速地构建数字化装配环境以进行装配仿真分析。     

面向装配规划的可重构装配模型

为提高复杂产品装配规划的效率,针对当前装配模型不能有效支持结构重构的问题,分析了重构对装配模型中信息变更的影响,提出了一种基于装配关系元的装配关系模型表达方法,实现了装配模型中关系信息和层次信息的柔性关联,进一步给出了可重构装配模型的信息组织方法和存储机制。在引入相关重构算法概念的基础上,给出了装配模型信息动态管理维护算法,以保证装配模型信息在重构前后的完整性与一致性。通过产品实例说明了上述研究成果的可行性和实用性。     

面向重构的装配模型研究

分析了层次结构与网络结构两种装配模型，根据装配模型的应用需求，应用面向对象方法建立了满足装配信息重构与重用的信息模型，提出了相应的数据重构算法。为虚拟装配系统开发提供了合理的信息组织框架。     

基于信息物理系统的可重构装配型架智能装调技术

针对可重构装配型架因安装过程繁琐、装调难度大而被限制应用的问题,在分析其装调流程及技术需求的基础上,提出人与智能眼镜相结合的增强工人模型,构建了基于信息物理系统的智能装调技术框架,并设计了面向可重构装配型架的信息物理装调系统。针对所提出的信息物理系统技术框架,制定了面向可重构装配型架的自定义应用层通信协议,实现了装配现场设备的互联互通。建立了基于工作流的可重构装配型架装调过程可视化指导流程和方法,实现了装调过程中决策信息的快速获取和无纸化展示。提出采用惯性测量单元辅助的精确装调引导方法,解决了定位器精调时反复操作的难题。以某无人机垂尾可重构装配型架为例,验证了应用该装调技术能够改变工人的传统作业模式,显著提高装调效率。     

可重构装配系统开放式组织结构的研究

为了克服传统装配线的不足,在基于功能对象的产品族建模基础上,提出了主干线和装配模块相结合的可重构装配系统开放式组织结构。这种分形相似的组织结构具有能力柔性、鲁棒性、功能扩展能力等特点,并能通过模块的局部调整快速响应市场的需求。利用网络法,针对鲁棒性和增容性问题,提出了相应的重构优化算法。     

基于实体装配模型的装配BOM的自动生成

为了得到装配BOM（bill of material）,实现装配建模与装配工艺设计的有效集成,在CAXA实体设计平台上进行二次开发,开发出由实体装配模型生成装配BOM的功能模块。该模块能够对装配关系进行遍历、组织和显示,并能够将该BOM转化为XML文件,导入CAPP系统中,达到CAPP系统与CAD软件集成的目的。最后以某型号电机的装配模型为实例,说明了本文所述的功能模块的运行情况。     

集成三维设计模型的装配顺序规划

装配顺序规划是研究和开发计算机辅助装配工艺设计系统,实现产品装配设计过程和装配工艺设计过程有效集成的关键技术。研究了CAD模型中装配设计信息提取、子装配体识别法和拆卸法综合应用的装配顺序规划、基于装配结构树的装配设计与工艺集成数据接口的定义等相关技术。在这些研究的基础上,借助国产三维CAD平台CAXA的二次开发平台和XML技术,对以上技术进行了实现。最后,以电机产品为研究对象,给出了相关实例。     

Assembly design system based on engineering connection

An assembly design system is an important part of computer-aided design systems, which are important tools for realizing product concept design. The traditional assembly design system does not record the connection information of production on the engineering layer; consequently, the upstream design idea cannot be fully used in the downstream design. An assembly design model based on the relationship of engineering connection is presented. In this model, all nodes are divided into two categories: The component and the connection. Moreover, the product is constructed on the basis of the connection relationship of the components. The model is an And/Or graph and has the ability to record all assembly schemes. This model records only the connection information that has engineering application value in the product design. In addition, this model can significantly reduce the number of combinations, and is very favorable for the assembly sequence planning in the downstream. The system contains a connection knowledge system that can be mapped to the connection node, and the connection knowledge obtained in practice can be returned to the knowledge system. Finally, VC++6.0 is used to develop a prototype system called Connect-based Assembly Planning (CAP). The relationship between the CAP system and the commercial assembly design system is also established.     

基于力-位图像学习的工业机器人柔顺装配方法研究

利用机器人进行自动装配操作时,控制装配过程的接触力和柔顺性对于保证装配质量具有重要意义。为此提出一种基于力-位图像学习的柔顺装配方法,将装配过程中的位姿和接触力信息转化为力-位图像,然后通过对力-位图像的分类学习,获得不同初始位姿情况下的柔顺装配动作策略,从而控制机器人实现柔顺装配。首先,控制机器人完成多次装配,并在装配过程中收集机器人位姿以及装配力和力矩信息;然后,利用这些信息绘制力-位曲线并将其组合成为力-位图像,基于运动方向判定算法为力-位图像自动标记装配动作标签,以构建力-位图像数据集;最后,在力-位图像数据集上对深度学习模型进行训练,并基于深度学习模型控制机器人进行柔顺装配。为了验证该方法的有效性,以RJ45连接头和连接口间的装配为例,采集了2 500次装配操作的力-位数据,共生成92 328张力-位图像及对应标签,然后基于ResNet50网络训练力-位图像分类模型,并基于该模型控制机器人进行装配实验,装配成功率达到96.7%。     

A systematic approach for 3D VRML model-based assembly in Web-based product design

Collaborative virtual assembly design is often considered complicated and hardly achievable, for it requires high real-time performance, platform independence, and model synchronization. In order to satisfy all these requirements, a VRML-based virtual assembly solution is proposed. This paper first presents a synchronous moving-searching algorithm for retrieving information from the basic assembly model (BAM) and target assembly model (TAM) in order to give Internet-based collaborative assembly capabilities to these VRML files. Then, a set of assembly approaches for VRML models are systematically addressed to implement the assembly according to constraints of link relations. The advantages of the algorithm and assembly approaches are their high computational efficiency and ease of implementation, which enriches works of Anton and Gorazd (2003) and Qin et al. (2004) with respect to accessibility and maneuverability of VRML model-based assembly design. Moreover, the realization method of collaborative assembly over the Internet is introduced. Finally, some actual examples of collaborative virtual assemblies systems are provided to illustrate the application of these approaches.     

基于时延Petri网模型的机器人装配任务规划

采用时延Petri网针对有代表性的柔性装配单元进行建模 ,柔性装配单元包括装配机器人、拧螺钉机器人、变位器和加工中心等自动装配和制造中的常用设备 ,具有较大的通用性。推导了顺序作业和并行作业的时间消耗计算方法 ,针对具体任务提出了任务规划的时间优化算法 ,通过仿真和试验两种方法对最优规划序列进行了验证。该项研究可在作业时间要求严格的场合产生优化的装配任务序列 ,并可用于指导装配系统设计     

A case study in the design of flexible assembly systems

The design of production systems is generally based on economic considerations, which are related to certain technical criteria, such as capacity, availability, and reliability. To realize a cost-effective design, these technical and economic criteria should be considered in their mutual coherence during the conceptual design process. This paper focuses on a productivity model, which is related to this subject. This model allows an opinion to be formed about the technical and economic performance of conceptual robotic assembly cells, during the process of design. First, the system design process is discussed in brief, after which the productivity variables are presented. An illustration of the model is used to assess the technical and economic behavior of alternative system structures for the assembly of a power plug assortment.     

支持自顶向下模具设计的装配建模方法

按照自顶向下的设计思想,应先进行装配设计再进行零件设计,因而装配设计时缺少零件的实体信息,通过引入装配特征的概念,使得模具装配设计面向的是装配则不是实体零件,从而实现先装配后零件的设计顺序。     

基准定位的自动装配技术

提出了一种全新的模型自动装配策略,设计了具有通用性和完整性的产品自动装配模型,该模型引入装配接口概念,从装配关系出发,将产品自动装配模型划分为装配接口模型、定位关系模型和产品装配关系模型三个层次,主要解决装配信息的提取和独立于产品模型进行表达的问题。该技术也适用于模块化设计技术中接口模块的设计和实现,并可与现有的其它CAD技术结合使用。     

人在回路的沉浸式虚拟装配技术研究

针对传统产品开发的序贯过程,很多问题要待到实物装配时才能充分暴露,导致零部件装配缺陷发现滞后,提出了人在回路的沉浸式虚拟装配技术。研究了人在回路的沉浸式虚拟装配环境、虚拟装配关键技术、虚拟装配应用系统,提出了人在回路的沉浸式虚拟装配原理,基于Virtools搭建出虚拟装配原型系统,并进行了工程验证。结果表明,所设计的人在回路的沉浸式虚拟装配系统具有一定的工程应用性。     

基于产品数字样机开发的装配建模方法的研究和应用

数字样机(DMU,Digital Mock-Up)技术是CIMS技术研究中的热点问题,构建数字样机的首要任务就是建立产品的装配模型。本文提出了基于数字样机的装配模型的需求和特性,分析了装配约束关系,采用包含装配语义的装配连接图表达装配关系,进行了装配层次划分。