拟实装配环境的构建

发布时间：2020-07-07 07:30

【摘要】： 装配是制造过程的最后环节，装配质量在很大程度上影响产品的性能，装配成本在制造成本中占有较大的比重。随着现代生产从单一品种、大批量生产向多品种、高质量、小批量生产模式的转换，装配作业在制造过程中所占的比重也日益增加。因此，在产品的设计阶段和装配规划阶段进行产品的预装配和装配分析，对提高产品的质量，降低生产成本具有十分重要的意义。本文在介绍课题研究背景及意义的基础上，针对现有CAD软件的不足，开发了产品拟实装配环境，它由拟实装配分析环境和拟实装配仿真环境两大模块组成，使设计者在设计阶段就能生动、随意的观察和控制产品的装配过程，获取装配分析所需信息，以尽早的发现产品可装配性及装配工艺中的问题，减少装配成本，缩短产品开发周期。针对设计域、装配域的工程活动，探讨了产品设计域特征、装配域特征的分类与表达技术，产品的设计域特征用零件设计信息集与装配意图信息的集合来描述，装配域特征用零件级特征、关联功能级特征和装配工艺级特征来表示。在特征信息描述的基础上，建立了基于特征的装配模型，较完整的包含了装配体各种信息，为后续研究奠定了基础。应用集合论，建立了产品从设计域到装配域的多层映射数学模型，并通过分析产品开发过程中信息的传递，提出了产品装配分析集成系统框架。研究了装配顺序与路径的规划方法，采用Visual C++语言，以MDT5.0为开发平台，利用Object ARX开发包开发了拟实装配分析模块，用于人工交互拆卸/装配，动画演示装配过程，自动进行干涉检查，获取装配顺序与路径信息，进行装配分析。分析了虚拟装配系统的构成及分类方法，充分利用虚拟现实技术的沉浸感和高交互性，在Open Inventor开发平台上采用Visual C++语言开发了拟实装配环境基本框架，为产品开发人员提供了一个虚拟的装配仿真平台，并重点研究了虚拟装配中的零件信息传递、碰撞检测等问题。本课题研究基于河北省教育厅基金课题“基于特征的产品预装配关键技术研究”，课题编号为Z2001220，和河北省教育厅博士基金课题“产品设计中虚拟装配技术的研究”，课题编号：B2001126。
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：TH164
【图文】：

爆炸图,齿轮泵

WinExee()调用WindowS记事本，将信息保存到文件中。3一3一7运行实例系统以某齿轮泵为例演示装配规划信息的获取，图3.7为该齿轮泵装配爆炸图，图中1为壳体，2为销子，3为后盖，4为轴套，5为从动齿轮，6为密封圈，7为垫圈

装配图,系统界面

12为密封圈，13为轴套，14为密封圈，15为挡圈，16为主动齿轮，17为销子。在拟实装配分析环境下，我们通过选择菜单或直接输入命令的方式来实现零件的拆卸和装配。以齿轮泵的拆卸为例，系统界面如图3.8所示.图中所示为齿轮泵的整机装配图，虚线为交互输入的拆卸路径关键点连线，所选择的螺钉将沿此路径移动到目标位置。路径关键点和拆卸零件的顺序均可自动存储为文本文件。

顺序图,顺序,零件

从装配约束位置移动到目标位置，同时在每一个采样点上，进行零件间实时碰撞检测，若发生碰撞，则做出相应的声音反馈，并将零件回退到碰撞位置。如若零件存在一条无碰撞拆卸路径，则该零件拆卸过程结束，拆卸路径及顺序被记录。用Windows记事本打开，文件格式如图3.9。呱辉翻嵘闭味他洲落拳......图3.9拆却顺序保存Fig.3.9Thesaveofdetachingsequenee实际上，由于该零件与约束它的零件距离很近，在开始拆卸时，零件无碰撞移动的方向极其有限，如轴孔配合中，轴只能沿轴向自由移动，我们可以将零件的初始拆卸方向强制为其可自由移动的方向，直到与其约束零件完全脱离，这就保证了零件初始拆卸时不易碰撞。夸3一4系统人机界面的开发一个软件的人机界面和人机交互能力是衡量其易用性的一个重要指标。本章介绍在构建拟实装配环境人机界面时所用到的人机交互技术，包括菜单的开发、对话框的开发等，并给出了儿个开发的实例。3一4一1菜单的开发MDT是在AutoCAD的基础上利用各种二次开发技术开发出来的，它保留了AutoCAD的开放性、定制和开发工具齐全等特点，其中菜单的开发技术就是开发用户界面的一个有效工具。MDT的菜单十分丰富，包括屏幕菜单、一卜拉菜单、图标菜单、按钮菜单等

【引证文献】