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基于三维CAD的可视化装配CAPP系统的研究与开发

作　者: 赵海兵
导　师: 刘艳斌
学　校: 福州大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 三维CAD 虚拟可视化装配 装配工艺 装配尺寸链 CAPP
分类号: TH162
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 368次
引　用: 2次
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内容摘要


随着各种先进制造技术的不断涌现,装配CAD/CAPP及其相关技术的研究已成为当今和未来研究的热点和发展方向。本文根据“十五”国家863现代集成制造系统技术的主题项目“基于三维CAD的CAPP”,研究和开发了基于三维CAD的可视化装配CAPP系统。本文在系统地研究装配CAD/CAPP的基本理论及其在国内外发展情况的基础上,根据装配CAD/CAPP系统集成的特点以及当前CAD技术的发展趋势,应用先进的虚拟制造技术、模糊数学理论和运筹学知识,对基于三维CAD的可视化装配CAPP系统的各个功能模块进行了详细的设计与研究,并在此基础上给出了系统的整体框架、体系结构及其实现方法。在整个系统的分析研究过程中,针对系统的具体情况,本文提出了一些比较行之有效的手段和方法,并在原型系统的开发过程中通过对齿轮减速器装配工艺设计的研究与开发加以证明和实现。在系统的开发过程中,应用了基于装配约束的零件可拆卸方向推理技术、装配干涉检查矩阵与算法、三维装配过程的几何推理技术、并行多层次演化算法的优化方法、三维装配仿真的图形几何变换方法等。这些新方法的成功应用使得该系统能将虚拟可视化技术和装配CAPP系统有机的融合在一起,也正是这些创新之处大大提高了系统的实际运行性能,从而真正实现产品的“三维可视化装配”。论文是在SolidWorks 2005平台上,成功地开发了基于三维CAD的可视化装配CAPP系统。该系统主要包括:三维参数化标准零件库的建立、三维装配信息的提取、三维装配工艺设计、三维可视化虚拟装配/拆卸机制、三维可视化装配过程优化及评价、齿轮减速器装配设计等六个功能模块,实现了基于计算机辅助设计的三维可视化装配工艺设计。综上所述,本文在较深入的研究了基于三维CAD的可视化装配CAPP系统的理论及关键技术基础上,开发了基于三维CAD的可视化装配CAPP系统,其研究成果将为三维可视化虚拟装配设计及制造的各项技术的全面开展提供了有力支持。

全文目录


第一章 绪论  8-19
  1.1 课题概述  8-10
    1.1.1 课题的提出  8-9
    1.1.2 课题的意义  9-10
  1.2 文献综述  10-15
    1.2.1 CAPP 的发展概述  10-11
    1.2.2 CAPP 的研究现状  11-12
    1.2.3 CAPP 系统的常用类型概述  12-14
    1.2.4 CAPP 的发展趋势  14-15
  1.3 装配 CAPP 系统概述  15-17
    1.3.1 装配 CAPP 系统的产生  15-16
    1.3.2 装配 CAPP 系统的发展  16-17
    1.3.3 装配 CAPP 系统的基本结构  17
  1.4 论文的主要工作及创新之处  17-19
第二章 基于三维 CAD 的可视化装配 CAPP 系统的研究综述  19-26
  2.1 系统的特点及功能  19-20
  2.2 系统的设计路线  20
  2.3 系统平台的开发技术  20-23
    2.3.1 系统的三维 CAD 开发平台  20-21
    2.3.2 系统开发的编程技术  21-23
  2.4 系统实现的关键技术  23-25
  2.5 章小节  25-26
第三章 三维装配 CAD/CAPP 系统的信息集成  26-37
  3.1 装配 CAD/CAPP 系统集成概述  26
  3.2 SolidWorks 二次开发技术  26-30
    3.2.1 SolidWorks API 对象  26-29
    3.2.2 API 对象属性与方法  29-30
    3.2.3 SolidWorks 二次开发原理  30
  3.3 装配 CAD/CAPP 系统集成的方式  30-32
  3.4 装配 CAD/CAPP 系统集成的接口实现  32-36
    3.4.1 装配 CAD/CAPP 系统集成的接口技术  33-35
    3.4.2 装配 CAPP 各子系统间集成的接口技术  35-36
  3.5 本章小节  36-37
第四章 基于三维CAD 的可视化装配CAPP 系统的装配工艺决策  37-55
  4.1 系统的三维装配工艺顺序规划决策  37-41
    4.1.1 系统的虚拟装配拆卸流程  37-38
    4.1.2 基于装配约束的零件可拆卸方向推理  38-41
    4.1.3 装配/拆卸序列的表达及记录  41
  4.2 系统的三维装配工艺路径规划决策  41-43
  4.3 系统的三维装配过程干涉检查  43-46
    4.3.1 装配干涉检查分类  43
    4.3.2 装配干涉检查算法  43-46
    4.3.3 装配干涉检查矩阵  46
  4.4 系统三维装配过程的几何推理  46-47
  4.5 系统的三维装配过程优化及评价  47-51
    4.5.1 可视化装配过程的演化算法  48-49
    4.5.2 装配工艺方案的综合评价  49-51
  4.6 系统的三维可视化装配仿真  51-54
    4.6.1 三维装配仿真的图形几何变换  51-53
    4.6.2 三维可视化装配仿真的实现  53-54
  4.7 本章小节  54-55
第五章 基于三维CAD 的可视化装配CAPP 系统的设计与开发  55-67
  5.1 系统的总体框架设计  55-56
  5.2 系统的功能模块及体系结构设计  56-58
  5.3 系统的装配工艺知识库  58-63
    5.3.1 装配工艺基础  58-59
    5.3.2 装配工艺规程设计  59-61
    5.3.3 装配工艺知识的表示与存放  61-63
  5.4 系统的实现  63-66
  5.5 本章小节  66-67
第六章 齿轮减速器的装配设计  67-80
  6.1 减速器零件的信息建模及提取  67-69
  6.2 减速器的装配工艺设计  69-70
  6.3 减速器的三维可视化装配  70-77
    6.3.1 减速器的装配顺序  70-72
    6.3.2 减速器的装配路径  72-73
    6.3.3 减速器的装配信息模型  73
    6.3.4 减速器的装配仿真  73-76
    6.3.5 减速器的装配干涉检查  76-77
  6.4 减速器装配多工艺方案评价  77-79
  6.5 本章小节  79-80
总结与展望  80-82
致谢  82-83
参考文献  83-87
个人简历、在校期间的研究成果及发表的学术论文  87

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 机械制造工艺 > 工艺设计
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