虚拟装配中微间隙多构件的路径规划与修配模拟及其应用

发布时间：2017-11-21 16:06

  本文关键词：虚拟装配中微间隙多构件的路径规划与修配模拟及其应用

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【摘要】：桁架结构装配存在装配运动空间狭窄、装配精度要求高的特点,针对当前装配操作存在试装次数多、修配操作盲目、装配精度无法保证的问题,提出了微间隙虚拟装配路径规划及修配模拟技术,建立Brep和点云融合表达的零件模型,采用约束函数对装配要求进行量化并运用多目标函数优化方法完成装配定位,采用改进概率路径图算法完成装配路径规划,在虚拟环境中进行路径规划和修配计算,开发了微间隙构件虚拟装配模拟与修配计算系统,应用于桁架结构装配,有效减少试装次数,为桁架结构装配路径规划和修配提供技术支持。第一章综述了微间隙虚拟装配关键技术国内外研究现状,包括面向虚拟装配的零件模型表达、微间隙多运动体装配路径规划、考虑制造偏差的装配定位求解、装配精度计算与修配模拟等技术,讨论了上述技术目前存在的问题,阐述了本文的研究意义,介绍了本文的组织结构。第二章提出了基于Brep和点云融合表示的零件建模方法,建立用于微间隙虚拟装配仿真和修配模拟的零件模型。提出了待装配零件测量点云与几何特征关联融合、体素与点云模型融合和零件精度信息与点云块关联融合的融合建模方法,实现了实测点云、体素、精度信息的融合建模,解决了零件模型难以表达制造偏差信息的问题。第三章研究了微间隙构件装配约束求解及路径规划问题,为带偏差零件装配提供参考。提出了微间隙装配中考虑制造偏差的相对定位约束求解方法,将实际装配中装配精度要求、工装定位因素纳入虚拟装配的约束目标函数中,反映真实装配中零件之间约束关系。提出了改进概率路径图算法解决桁架装配中窄通道多运动体路径规划问题,通过障碍边界预测的混合采样策略,增强窄通道识别能力。第四章提出了考虑装配干涉和装配精度保证的修配方法,解决了装配过程中存在干涉的路径规划问题和修配问题。提出基于干涉可修配障碍空间补偿的装配路径规划算法及修配计算方法；采用基于向量的装配尺寸链,计算装配精度不符时补偿环修配量；提出并实现了基于Brep和点云融合表示的零件模型体素消隐和表面重网格化的修配模拟方法。第五章开发基于CATIA/CAA的原型系统,介绍了系统的总体设计、系统功能模块。系统分为Brep点云融合建模模块、装配定位与路径规划模块和修配计算及修配模拟模块,分别完成基于Brep和点云的融合建模功能、微间隙虚拟装配约束定位及路径规划功能和基于体素消隐和表面重网格化的修配模拟功能。该系统为零件修配提供技术支持,减少试装次数,提高整体装配效率。第六章总结本文的研究成果,并对今后的研究工作进行了展望。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG95;TP301.6

【参考文献】

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本文编号：1211479