基于子装配体识别和遗传算法的装配顺序规划

论文摘要

装配顺序规划(Assembly Sequences Planning, ASP)本质上是NP组合优化难题,可行装配顺序的生成更是这一难题中的核心问题。本文针对装配顺序规划中的难点,采用基于子装配体识别和遗传算法的装配顺序规划方法进行了研究。本文主要工作如下：第一,本文研究了装配模型的建立方法。首先从CAD系统获得装配体模型的基础数据,在此基础上根据本文使用的装配顺序规划方法的需要对基础数据进行处理,通过自动化分和人机交互结合的方式建立装配模型。装配模型中包含了子装配体识别和遗传算法所需要的信息：联接信息、全局阻碍信息、支撑信息,详细给出了描述上述信息的产品的接触联接无向图、集成拆卸阻碍矩阵、支撑矩阵的建立方法。同时介绍了可行装配/拆卸顺序几何可行性的判断方法,及子装配体、零件到位后的稳定性判定方法。通过实例对判定方法加以说明。第二,根据装配模型中接触联接无向图,介绍了根据联接关系和基础零件特征的基础零件的识别方法；根据装配体的装配模型提供的接触联接无向图、集成拆卸阻碍矩阵、支撑矩阵的基础上,提出了Ⅰ型子装配体和Ⅱ型子装配体的识别算法。通过实例对算法进行了验证。第三,采用遗传算法进行装配顺序生成与评价。采用符号编码方法,选择相应的合适的遗传算子,根据装配中的一般原则设计了适应度函数,分别对子装配体以及整体装配体进行装配顺序生成与评价。第四,根据以上方法,以减速箱为实例进行装配顺序规划,验证了本文提出的算法的有效性。与其他文献对比,得出本课题的提出的模型及识别方法可以更全面准确的识别两种子装配体,本课题的遗传算法可以更有效快速的得到可行的最优的装配顺序。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的背景及意义
• 1.2 相关领域的研究综述
• 1.2.1 产品装配信息模型
• 1.2.2 装配顺序的规划
• 1.3 本文的研究内容及章节安排
• 第2章 装配顺序的可行性与稳定性
• 2.1 概述
• 2.2 产品的装配模型
• 2.3 装配顺序的几何可行性
• 2.3.1 集成拆卸阻碍矩阵
• 2.3.2 装配顺序的几何可行性分析
• 2.4 装配稳定性
• 2.4.1 稳定性原理
• 2.4.2 支撑矩阵
• 2.4.3 基于拆卸的稳定性分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 基础零件和子装配体的识别方法
• 3.1 装配体的赋权接触-联接无向图
• 3.2 基础零件的定义及识别
• 3.3 子装配体的定义及识别
• 3.3.1 子装配体的定义
• 3.3.2 Ⅰ型子装配体的识别
• 3.3.3 Ⅱ型子装配图的识别
• 3.4 实例分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于遗传算法的装配顺序生成与评价
• 4.1 遗传算法简介
• 4.2 遗传参数的确定
• 4.3 适应度函数的设计
• 4.3.1 适应度函数的设计
• 4.3.2 适应度函数的变换调整
• 4.4 装配过程中干涉检验
• 4.5 初始群体的产生方法
• 4.6 基于遗传算法的装配顺序生成步骤
• 4.7 本章小结
• 第5章 实例分析
• 5.1 应用实例
• 5.2 结果分析
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢