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复杂产品装配过程规划及仿真技术的研究

作　者: 苑明超
导　师: 舒启林
学　校: 东北大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 装配模型 干涉矩阵 装配序列规划 装配仿真 Unigraphics
分类号: TP391.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 77次
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内容摘要


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。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章 绪论  11-21
  1.1 研究背景和意义  11-12
    1.1.1 研究背景  11
    1.1.2 研究意义  11-12
  1.2 装配序列规划研究现状  12-18
    1.2.1 基于优先约束关系的装配序列求解  12-13
    1.2.2 拆卸法求解装配序列  13-15
    1.2.3 基于遗传算法的装配序列规划方法  15-16
    1.2.4 基于知识的装配序列求解方法  16-18
  1.3 仿真技术的研究现状与关键技术  18-20
    1.3.1 装配仿真的研究现状  18-19
    1.3.2 装配仿真中的关键技术  19-20
  1.4 研究内容和主要工作  20
  1.5 论文章节安排  20-21
第2章 产品装配信息建模  21-30
  2.1 装配模型介绍  21-24
    2.1.1 图结构  21-23
    2.1.2 分层结构树  23-24
    2.1.3 混合结构  24
  2.2 装配建模的主要问题  24-25
    2.2.1 装配建模的难点  24-25
    2.2.2 本文的解决方法  25
  2.3 装配模型的建立  25-29
    2.3.1 宏观分层结构树  25-28
    2.3.2 微观装配关系图  28-29
  2.4 本章小结  29-30
第3章 基于拆卸的产品装配顺序规划  30-48
  3.1 概述  30-31
  3.2 基于"干涉矩阵"的装配序列生成方法  31-38
    3.2.1 装配序列规划的总体思路  31-32
    3.2.2 子装配体的识别  32-37
    3.2.3 工程语义信息的引入  37-38
  3.3 辅助零件的处理  38-41
  3.4 装配顺序的生成及优化  41-43
  3.5 装配顺序的评价  43-46
  3.6 应用实例  46
  3.7 本章小结  46-48
第4章 面向对象的装配过程仿真  48-63
  4.1 概述  48
  4.2 装配过程仿真的研究内容  48-49
  4.3 装配过程仿真的基本原理  49-57
    4.3.1 装配元件位姿和运动描述  50-51
    4.3.2 装拆运动过程的表示形式  51-52
    4.3.3 装配元件的运动变换  52-56
    4.3.4 装配元件的具体操作  56-57
  4.4 面向对象的装配过程仿真系统  57-61
    4.4.1 装配元件的面向对象表示  57-59
    4.4.2 面向对象的装配仿真系统的构建  59-60
    4.4.3 装配过程仿真的实现  60-61
  4.5 本章小结  61-63
第5章 装配仿真系统的开发  63-74
  5.1 UG二次开发基础  63-65
    5.1.1 UG二次开发接口  63-64
    5.1.2 UG/Open API的应用范围  64
    5.1.3 UG/OPEN主要模块简介  64-65
  5.2 UG/Open API的初始化和终止  65-66
  5.3 UG/Open API程序的运行模式  66-67
  5.4 装配仿真系统软件构成与数据流程  67-69
  5.5 应用实例  69-73
  5.6 本章小结  73-74
第6章 结论  74-76
  6.1 工作总结  74-75
  6.2 展望  75-76
参考文献  76-81
致谢  81

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 机器辅助技术 > 机器辅助设计（CAD）、辅助制图
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