基于SolidWorks平台的装配序列规划的研究

论文摘要

装配序列规划在产品的开发过程中占有十分重要的地位,装配序列的优劣直接关系到产品的可装配性、装配质量和装配成本。对装配序列规划的研究正成为近几年来相关企业和学术界的研究新热点。本文介绍了虚拟技术在国内外的发展和现状,总结了装配序列规划的最新研究成果和发展动态。在此基础上制定了本课题的研究思路和方法,规划出了系统研发的主要模块：装配信息提取模块、基于拆卸法的装配规划模块、引入装配语义和子装配体的装配序列优化模块、基于遗传算法的装配序列规划模块。对装配信息的提取,本文通过SolidWorks API接口函数编制了算法程序,实现了装配信息的提取。对装配序列规划,本文利用SolidWorks中零部件的空间位姿及运动状态的空间变换矩阵的描述方法,进行零部件的运动干涉检查,自动生成3个方向的干涉矩阵,然后以拆卸法为基础,经过系统计算与处理,生成零件的拆卸序列与路径,最后将拆卸序列与路径进行求逆运算,得出相应的装配序列与路径。由于装配序列规划问题在本质上是一个NP组合优化难题,对此本文尝试使用遗传算法原理进行装配序列的规划。利用全局干涉矩阵进行可行性判断,然后引入零件方向改变函数,接触连接矩阵和紧固连接矩阵对可行序列进行优化筛选,得出最优装配序列。基于上述研究,本文采用SolidWorks三维设计平台和Visual Basic 6.0软件开发出了虚拟装配规划系统。通过给出的机械部件的序列规划应用实例,验证了系统的实用性和正确性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 课题的研究背景和意义
• 1.2 国内外虚拟装配技术的发展现状
• 1.2.1 国外虚拟装配技术的发展现状
• 1.2.2 国内虚拟装配技术的发展现状
• 1.3 软计算方法在装配序列规划中的发展现状
• 1.4 装配序列规划中的遗传算法
• 1.5 研究内容
• 第2章 装配序列规划基础
• 2.1 装配序列规划
• 2.1.1 装配信息模型和关系模型
• 2.1.2 装配序列规划分类
• 2.1.3 装配序列生成法
• 2.1.4 几何可行性判别
• 2.2 遗传算法的理论基础
• 2.2.1 遗传算法的结构
• 2.2.2 遗传算法的基本操作
• 第3章 装配序列规划实现方法
• 3.1 装配模型信息提取
• 3.1.1 SQL数据库连接
• 3.1.2 零件装配信息的提取
• 3.2 基于拆卸法的装配序列规划
• 3.2.1 拆卸法的优缺点及应用假设
• 3.2.2 干涉矩阵的生成
• 3.2.3 装配序列的生成
• 3.2.4 工程语义和子装配体的引入
• 3.3 基于遗传算法的装配序列规划
• 3.3.1 装配序列的生成和评价模块的结构
• 3.3.2 装配原则和评价方法
• 3.3.3 装配零件的几何可行性
• 3.3.4 遗传算子
• 3.3.5 遗传算法实现步骤
• 第4章 装配序列规划系统的总体设计
• 4.1 装配序列规划系统的设计需求
• 4.2 装配序列规划系统的开发平台
• 4.2.1 系统CAD软件平台的选择
• 4.2.2 系统开发软件的选择
• 4.2.3 系统数据库软件的选择
• 4.3 装配序列规划系统的总体结构
• 第5章 装配序列规划系统的实现
• 5.1 SOLIDWORKS二次开发技术
• 5.2 装配序列规划的原型系统
• 5.3 应用实例
• 5.3.1 轴承座的装配序列规划
• 5.3.2 摇摆机构的装配序列规划
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢