基于测量数据的大部件对接装配仿真技术研究及其应用

发布时间：2017-05-17 18:10

  本文关键词：基于测量数据的大部件对接装配仿真技术研究及其应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：基于测量数据的大部件对接装配仿真技术是依靠数字化三维测量系统,在装配过程中对装配对象进行实时测量,由获得的几何空间信息来辅助装配定位和调整,并通过模拟仿真技术,保证装配工艺质量。通过造船、机械、测量、仿真多学科交叉与融合,研究了大部件关键测量特征识别及其与装配特征转换技术、大部件对接轮廓匹配技术和大部件对接装配仿真技术,并应用于大型船舶分段装配过程仿真。将三维测量技术和虚拟装配技术应用到大部件对接的装配工艺设计中,构建虚拟装配环境,集成实时三维测量数据、大部件三维模型、装配施工人员和装配设备工装,进行对接装配过程仿真。可以在大部件进行真正的装配工艺之前,对零部件之间的真实配合和可装配性进行分析和验证,有效解决当前装配工艺中存在的问题,提供预先的修正方案,确保现场施工顺利进行,减少甚至避免返工现象的发生,缩短装配时间,降低生产成本。 全文组织结构如下： 第一章主要介绍了将基于测量数据的大部件对接装配仿真技术应用到大型复杂装备中所涉及几个关键技术,以及这些技术研究的发展现状,最后给出了本文的研究内容、研究意义和全文组织结构。 第二章主要完成了面向三维测量的设计几何模型测量特征识别技术研究,分析了三维设计模型几何结构,研究了基于规则的大部件关键特征的选取技术,并提出了测量阶段与装配阶段特征转换方法。 第三章主要完成了对测量辅助大型零部件对接轮廓匹配技术研究。在二维平面曲线匹配技术分析基础上,对三维空间轮廓线的匹配定位问题,分解三维轮廓线到三个坐标平面,采用优化算法进行间隙优化,得到最终的匹配结果,并应用到分段装配过程中。 第四章主要完成了大部件对接装配工艺过程仿真技术研究。分析了集成测量数据的大部件装配工艺模型,构建了装配可视化现场模型,并对船舶分段装配进行仿真模拟,研究了基于船体分段装配模拟的对接质量控制方法。 第五章介绍了所开发的大型船舶分段装配仿真系统,搭建了系统的主体架构,展示了系统的多源数据导入和转换等功能模块,并给出了大型船舶分段搭载过程运动仿真。
【关键词】：测量特征 特征转换 轮廓匹配 船舶分段 仿真系统
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U671;TG95
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-11
• 1 绪论11-18
• 本章摘要11
• 1.1 引言11
• 1.2 研究现状11-15
• 1.2.1 基于设计几何模型的关键测量特征提取技术11-13
• 1.2.2 面向大部件装配的三维测量数据处理技术13-14
• 1.2.3 大部件对接装配模拟仿真技术14-15
• 1.3. 研究内容及意义15-17
• 1.4. 本章小结17-18
• 2 大部件对接测量特征识别及其与装配特征的转换方法18-31
• 本章摘要18
• 2.1 引言18
• 2.2 基于几何结构分析的大部件关键测量特征定义18-23
• 2.2.1 关键测量特征的定义19-21
• 2.2.2 面向装配需求的测量特征分类21-23
• 2.3 基于规则的大部件关键测量特征点识别与选取23-27
• 2.3.1 理论关键测量点集的定义23-24
• 2.3.2 关键测量点识别与选取规则24-25
• 2.3.3 典型船体分段理论测量点选取25-27
• 2.4 大部件测量特征与装配特征转换27-30
• 2.4.1 设计模型与实际测量特征关联27-29
• 2.4.2 关键测量特征与装配特征转换29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 3 装配特征点集配准与对接轮廓匹配方法31-44
• 本章摘要31
• 3.1 引言31
• 3.2 基于几何特征约束的装配特征点集匹配31-39
• 3.2.1 变尺度空间不共原点的坐标变换模型构建31-33
• 3.2.2 装配特征点集的初始匹配33-35
• 3.2.3 基于几何特征约束的装配特征点集精匹配35-36
• 3.2.4 船体分段装配特征点集与设计点集匹配36-39
• 3.3 二维轮廓线匹配优化39-40
• 3.3.1 二维轮廓线匹配问题定义39-40
• 3.3.2 二维轮廓线匹配问题求解40
• 3.4 面向装配定位多对接面轮廓线匹配40-43
• 3.4.1 多对接面轮廓线的分解转换41-42
• 3.4.2 三维轮廓线匹配数学模型构建与求解42-43
• 3.5 本章小结43-44
• 4 大部件对接装配工艺过程仿真技术44-62
• 本章摘要44
• 4.1 引言44
• 4.2 大部件对接装配数字化模型构建44-50
• 4.2.1 大部件对接装配仿真模型分层信息描述45-46
• 4.2.2 大型分段三维数字化模型构建46-47
• 4.2.3 分段制造与装配资源模型构建47-50
• 4.3 集成测量数据的对接装配工艺工程仿真50-58
• 4.3.1 大部件装配工艺模型构建50-54
• 4.3.2 基于测量反馈的实时装配工艺流程分析54-56
• 4.3.3 双层底分段对接装配工艺过程仿真56-58
• 4.4 基于大部件对接仿真的装配质量控制58-61
• 4.4.1 大部件对接插配干涉检测分析58-59
• 4.4.2 基于模拟仿真的船体分段对接质量控制59-61
• 4.5 本章小结61-62
• 5 大型船舶分段对接装配作业流程仿真系统开发与应用62-68
• 本章摘要62
• 5.1 引言62
• 5.2 平台整体介绍62-63
• 5.3 多源异构数据集成模块介绍63-66
• 5.4 大型船舶分段对接装配仿真66-67
• 5.5 本章小结67-68
• 6 总结与展望68-70
• 6.1 全文总结68
• 6.2 工作展望68-70
• 参考文献70-74
• 作者简历及在学期间所取得的科研成果74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵东;周宏;;数字化造船系统研究[J];船舶工程;2006年03期

2 岳建平;魏叶青;张永超;;船舶建造测量分析系统研究[J];测绘通报;2008年10期

3 程真英,陈晓怀,唐燕杰;大尺寸测量的温度误差修正的不确定度分析[J];工业计量;2004年02期

4 潘国荣;郭巍;张鹏;周跃寅;;船舶建造测量三维可视化精度控制方法[J];大连海事大学学报;2012年03期

5 袁华;赵耀;严俊;;船舶总体装配制造物流仿真系统[J];华中科技大学学报(自然科学版);2009年01期

6 王华荣,池建文;模块化造船技术发展研究[J];舰船科学技术;2003年04期

7 王广彦,张喜敬;加工中心在线检测仿真技术[J];计算机仿真;2004年06期

8 杨现辉;王惠南;;ICP算法在3D点云配准中的应用研究[J];计算机仿真;2010年08期

9 周富强,张广军,江洁,吴斌,叶声华;现场双经纬仪三维坐标测量系统[J];机械工程学报;2004年01期

10 孙文;周惠群;赵小东;;基于装配特征的虚拟自动装配的研究和表达方法的描述[J];科学技术与工程;2006年15期

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 张丹;航天产品虚拟装配工艺设计技术及其应用基础研究[D];南京航空航天大学;2010年

2 傅云;复杂产品数字样机多性能耦合分析与仿真的若干关键技术研究及其应用[D];浙江大学;2008年

3 任刚;船体分段三维测量及对位系统控制策略研究[D];大连理工大学;2013年

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本文编号：374128