基于公称模型的真实装配位置表示方法的研究

发布时间：2017-10-21 12:03

  本文关键词：基于公称模型的真实装配位置表示方法的研究

  更多相关文章： 真实零件模拟 装配位姿计算 公称模型装配 装配质量评价

【摘要】：装配是产品制造过程中的关键工序,随着产品单件、小批量化生产模式的发展和产品复杂化程度的不断提高,装配工序占产品生产制造总成本和总工时的比重约来越大,提升装配技术水平已成为关乎整个制造业发展的关键。为了打破传统制造业“设计—生产—验证—改进—生产—再验证”这一模式,促进机械制造业的发展,虚拟装配技术应运而生。在虚拟装配技术中,通过在计算机上模拟机器的装配结果,便可以达到在产品的设计阶段就可以预测零件的制造误差和产品的装配质量的目的。由于存在制造误差,零件的几何偏离理想状态的误差变动十分复杂,基于实体造型技术对真实零件的模拟是一件十分困难的工作。如何快速地模拟装配结果并使得装配结果可视化便成为一种十分有用的技术。为此,本文提出基于理想三维几何模型的产品装配结果的模拟方法。其主要思想是通过模拟零件由于制造误差而产生的几何变动,根据变动几何计算零件的实际装配位置,在实际装配位置上放置理想的三维几何模型,从而显示零件的装配结果。让设计师在产品设计阶段就能够较为直观的观察到产品在进行实物装配时可能出现的最坏装配情况,从而指导设计师进行零件的精度设计和改进,以实现降低产品研发成本、缩短产品研发周期的目的。本文的研究主要包括以下内容:1)利用理想装配模型获得各装配零件位置以及相互间的装配关系,再选用基于控制点变动表示的公差数学模型和蒙特卡洛模拟方法,分析计算各种可能的实际装配情况下实际装配零件偏离理想位置的程度,继而获得各实际装配零件在CAD坐标系中的变动参数。2)研究基于理想模型的实际零件装配方法,根据零件装配基准的几何变动参数调整理想模型在装配体中的位姿,从而实现利用理想公称模型模拟真实机器装配的目的。3)研究装配质量的判断方法和最不利装配基准几何参数的确定方法。提出装配体的装配变动重复率KC概念和利用装配体的装配变动重复率KC判断装配质量的方法,提出计算KC值的坐标轴对齐包围盒(Axis-aligned bounding box,AABB包围盒)和方向包围盒(Oriented bounding box,OBB包围盒)计算法。4)以VC++6.0为工具对SolidWorks2010进行二次开发,在SolidWorks2010中实现利用理想三维公称模型模拟真实机器装配并在各种可能的实际装配情况中找出的最不利装配情况。通过对典型实例的分析,验证了基于公称模型的真实装配位置表示方法的可行性,验证了本文提出的装配质量判断方法的合理性。
【关键词】：真实零件模拟 装配位姿计算 公称模型装配 装配质量评价
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG95
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 论文的研究背景10
• 1.2 装配技术的发展10-12
• 1.2.1 传统装配技术的缺点10-11
• 1.2.2 装配技术的发展11-12
• 1.3 虚拟装配技术12-13
• 1.3.1 虚拟装配的提出12
• 1.3.2 国内外虚拟装配研究现状12-13
• 1.4 本课题的提出及内容13-14
• 1.4.1 虚拟装配技术存在的问题13
• 1.4.2 本文研究内容13-14
• 1.5 论文结构14-16
• 第二章 零件几何公差信息的建模与分析16-25
• 2.1 引言16
• 2.2 公差标准体系简介16-17
• 2.3 公差的信息建模与表示17-21
• 2.3.1 传统的公差建模技术17-19
• 2.3.2 基于几何要素控制点变动的模型介绍19-21
• 2.4 零件几何公差的分析方法21-24
• 2.4.1 极值公差法22
• 2.4.2 统计公差法22
• 2.4.3 蒙特卡洛模拟法22-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第三章 真实机器装配的模拟方法25-35
• 3.1 引言25
• 3.2 装配体中零件变动数据的计算25-27
• 3.2.1 零件几何要素的位置模拟25-26
• 3.2.2 装配零件变动数据的计算流程26-27
• 3.3 装配零件位姿的变动27-34
• 3.3.1 零件位姿的描述27-28
• 3.3.2 零件变换矩阵的描述28-30
• 3.3.3 单一装配零件的装配体的装配模拟30-32
• 3.3.4 复杂装配体中的装配模拟32-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第四章 装配质量的判断方法35-46
• 4.1 引言35
• 4.2 装配质量的判定思路35-38
• 4.2.1 单个装配零件的装配质量判断35-37
• 4.2.2 装配体装配质量的判断37-38
• 4.3 装配质量的判断方法38-42
• 4.3.1 坐标轴对齐包围盒（AABB包围盒）计算方法38-40
• 4.3.2 方向包围盒（OBB包围盒）计算法40-42
• 4.4 实例说明42-45
• 4.5 本章小结45-46
• 第五章 基于SolidWorks的真实机器装配模拟原型软件46-64
• 5.1 SolidWorks二次开发平台简介46-48
• 5.2 基于SolidWorks的真实机器装配模拟方法48-49
• 5.2.1 零件变动数据的获取48
• 5.2.2 零件位姿的调整48-49
• 5.3 基于SolidWorks的中装配质量的判断49-50
• 5.4 原型软件装配模拟流程50-53
• 5.4.1 原型软件的程序模块50-51
• 5.4.2 原型软件的开发流程51
• 5.4.3 原型软件的程序流程51-53
• 5.5 应用实例分析53-63
• 5.5.1 典型装配模型的介绍53-54
• 5.5.2 真实机器装配模拟软件的使用介绍54-55
• 5.5.3 真实机器装配模拟结果的分析55-60
• 5.5.4 真实机器装配模拟软件的相关应用60-63
• 5.6 本章小结63-64
• 第六章 总结和展望64-66
• 6.1 总结64
• 6.2 展望64-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-69

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本文编号：1073221