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装配仿真系统通用性及装配序列规划的研究

罗显光  
【摘要】: 本文在基于Pro/Engineet软件的环境下,主要研究通用装配仿真,装配路径,装配工艺及其相关方面的问题,其目的是为了以可视化的方式将产品装配体的整个装配过程展现在设计者面前,并通过装配仿真问题研究过程中的人机交互式的装配序列与路径规划、装配碰撞干涉检验等手段让设计者能够快速检验产品装配体的装配性能,自动生成装配路线,并能够根据产品装配性能的信息反馈,进行产品再设计,从而缩短产品的开发周期。 首先本文全面分析和归纳了装配仿真、装配模型、自上而下的设计方法、装配序列规划等方面的国内外研究成果和最新研究动态。在此基础上,本文介绍了通用装配仿真系统的具体实现思路和方法:本系统是以建立在Pro/Engineet软件基础上的多叉树结构的等级模式装配模型为系统的基础与主线,以拆卸法为装配规划方法的人机交互式的装配序列与路径规划的结果作为输入信息,而对产品装配体进行装配过程仿真的。 建立完整的装配模型是整个装配仿真系统实现的基础。本文在Pro/Engineer软件的基于特征的参数化技术建模的基础上,通过二次开发详细研究了Pro/E软件环境下的装配模型的层次结构的装配模型表达方法和部件标识机制,以及零部件在装配体中的空间位姿描述;还有零部件之间的配合联接关系的拓扑图表示法。这些都为以下装配序列与路径规划与装配过程仿真工作奠定了理论基础。 其次,本文结合起重机转台、二级减速器装配体的布局,利用Pro/E中零部件的空间位姿及其运动状态的空间变换矩阵的描述方法,在假定装配体的装配与拆卸互为可逆过程的前提下,以拆卸法为基础,将交互式输入的拆卸序列与拆卸路径,经过系统计算与处理,并进行实时拆卸动作仿真与实时干涉检验验证拆卸可行后,将拆卸序列与路径进行求逆运算,以求得相应的装配序列与路径,实现装配规划。装配过程仿真以装配规划结果或系统初始化数据为输入信息,连续的进行装配体零部件空间位姿的操作,以模拟实际的装配过程。通过装配过程仿真得到的装配路线结果最后以文件的形式输出。 最后,作者对全文进行了总结,并指出了进一步研究工作的方向。


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