基于STEP CAD装配序列规划方法研究

论文摘要

在此项研究中,开发了一个全自动化的装配序列规划,可以直接从STEP CAD文件中自动地提取几何信息,然后生成带有装配方向再定位次数最小值的可行装配序列。同时也证实了用规划方案来减少装配时间的可行性。该项研究分为三个部分：第一部分为从STEP CAD文件中自动地提取几何信息和检测出零件沿主轴装配方向的装配运动中可能发生的碰撞,开发了建立在提取几何信息基础上的运算法则和软件。开发的软件直接搜集一个已设计产品装配模型的STEP CAD文件,输入到电脑再输出六个自由度的矩阵模型,描述了装配过程中沿着六个主轴方向零件之间可能存在的碰撞关系。研究的第二部分,第一部分开发的软件综合了一个基于运算法则的遗传装配序列规划。改进的规划方案随后被用来自动地发现优选或近优选的装配序列,以装配方向再定位次数为用户定义的标准。完整的装配序列规划方案直接将产品装配模型的一个STEP CAD文件作为输入,然后输出几何学上可行性的装配序列,并依据的是装配方向调整次数的最小值。研究的第三部分,通过一个个案研究证实了装配方向调整对装配时间的影响,对机器装配和人工装配而言都是如此。个案研究的结果表明在一个装配序列里的再定位次数对装配时间有重要的影响。该结果支持基本的研究假设,即使用一个需要越多装配方向调整的装配序列,花费装配时间就会越长。个案研究有助于证实和确定了在装配序列规划中,使用全自动装配序列规划方案来减少装配方向上再定位次数的重要性和实效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 装配序列规划的研究背景
• 1.3 本论文研究的目的
• 1.4 术语的定义
• 1.5 研究的意义
• 1.6 论文结构
• 第二章 CAD文件自动提取几何信息算法
• 2.1 引言
• 2.2 用JSDAI从STEP文件中提取B-REP数据
• 2.3 把零件转换到统一的坐标空间
• 2.4 确定零件之间的干涉关系
• 2.5 个案研究
• 2.6 本章小结
• 第三章 STEP CAD中装配序列规划方法
• 3.1 引言
• 3.2 用JSDAI从STEP CAD文件中提取几何信息
• 3.3 将零件转换到装配坐标系中
• 3.4 确定零件之间的干涉关系
• 3.5 寻找一个指定装配模型的优选或近优选的装配序列
• 3.6 实际应用
• 3.7 本章小结
• 第四章 再定位次数对装配序列生成效率的影响
• 4.1 引言
• 4.2 探讨问题,可变因素和假说
• 4.3 研究方法
• 4.4 个例研究
• 4.5 讨论
• 4.6 展望
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总体论述
• 5.2 结论
• 5.3 对未来工作的展望
• 致谢
• 参考文献