复杂产品装配过程规划及仿真技术的研究

作     者：苑明超 

作者单位：东北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：舒启林

授予年度：2008年

学科分类：1305[艺术学-设计学（可授艺术学、工学学位）] 13[艺术学] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 081304[工学-建筑技术科学] 0802[工学-机械工程] 0813[工学-建筑学] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：装配模型 干涉矩阵 装配序列规划 装配仿真 Unigraphics 

摘      要：随着计算机集成制造及并行工程的不断深入发展,装配在产品设计与制造中所起的作用越来越受到人们的重视。而装配技术的落后现状与其作用明显不符,在集成环境下进行计算机辅助装配工艺规划成为迫切需要。在计算机装配工艺规划中,装配序列规划是核心问题,装配序列规划是进行装配路径规划和装配过程仿真的前提条件,本文详细论述了基于干涉矩阵的装配序列规划及装配过程仿真。 本文建立了基于干涉矩阵的面向对象的产品装配模型。首先将与产品装配有关的各种信息集成到装配工艺数据库,然后在集成的装配工艺数据库的基础上,根据面向对象的思想采用C++语言建立用于装配序列规划的类结构,将装配工艺数据库的信息读入到相应的类结构中。在计算机内存模式下,根据装配体的几何信息自动识别装配关系。 根据子装配体对装配模型进行分层,根据工程语义信息对装配模型进行简化。在对装配体进行分层和语义简化的基础上,针对生成装配序列的复杂性,提出了基于干涉矩阵的装配序列规划方法。该方法给出具体的计算步骤,首次将零件的工程语义信息引入到装配序列规划中,从而极大地减少规划时所考虑的零件数目,通过干涉矩阵分析了装配体的拆卸顺序,对可能的子装配进行识别,又进一步减少所规划的零件数量,从而高效地实现产品装配序列的生成,并优化了产品的装配顺序。 在基于Unigraphics软件环境下,利用UG的CAD功能和二次开发功能,建立了基于OPEN/API的三维仿真环境,按照已经规划出的装配序列对装配过程进行仿真,人机交互指定装配路径。在仿真的过程中对产品进行干涉检查,根据干涉结果对装配序列做出适当的调整。