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集成环境下基于CAD产品装配规划

张艳萍  
【摘要】: 计算机集成制造系统CIMS和并行工程CE技术的发展和应用,对装配设计提出了更高的要求。就目前的发展情况来看,单个零件的设计、生产、和管理多已实现了相当的自动化、集成化水平。相比之下,由于装配设计和装配生产的落后现状,使之与产品开发过程中其他环节的集成化程度很低。因此,从CIMS技术角度出发,要求产品的装配设计和装配生产也必须实现计算机化,这样才能实现全局集成和优化的目标。实现产品设计与产品装配规划信息集成是实现产品计算机辅助自动装配的重要基础。装配顺序是一个重要而复杂的问题。本文在介绍课题研究的背景及意义的基础上,分析了国内外装配规划研究中常见的装配模型的建立方法,建立了本课题所采用的基于特征的装配模型。并对特征的定义和分类、装配顺序生成分析方法及生成算法进行了比较深入的研究。 详细论述了国内外装配规划研究中常见的两类装配模型的建立方法,即:基于关系的装配建模方法和层次化装配模型,提出和建立基于特征的装配模型。 针对产品设计、产品装配工程活动的需要,研究了产品设计特征、产品装配特征的分类与表达技术,用零件的设计信息和装配意图信息表示产品的设计特征,用零件级特征、关联功能级特征、装配工艺级特征表示产品的装配特征,建立产品装配分析集成系统结构。 在建立装配模型的基础上,论述了装配域信息的描述,从几何优先关系、确定性工艺优先关系和模糊性工艺优先关系三个方面研究产品零件间存在的优先约束关系及其表示方法,综合拆分法和优先约束法的优点提出了一种集成环境下的装配顺序规划分析方法。利用产品的装配域信息,根据图论的割集法,求出产品装配关联图的生成树,然后求出对应此棵生成树的基本割集,再进行环和运算得到所有割集。求出割集所对应的分解方式,依此进行下去,最终得到产品的装配顺序。 基于WINDOWS98平台,利用VisualC++6.0研制开发了装配规划分析集成系统软件(ASPIS),给出了软件开发过程的主要算法流程,并通过实例验证。 本论文的研究受中国科学院机器人学开放研究实验室基金项目资助(项目编号:RL199905)。


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