三维模型的装配工艺规划技术分析.docx

PAGE 1 PAGE 1 三维模型的装配工艺规划技术分析  对三维装配工艺规划关键技术和解决方案进行了研究．包括：层次模型和关系模型相结合的产品装配信息建模、基于仿真拆卸的装配工艺规划及装配工艺文件自动生成等问题，并基于CATIA平台开发出装配工艺规划原型系统，实现了交互式装配序列、路径规划，生成了装配工艺文件，验证了技术的可行性。  0引言  装配是产品生命周期的重要环节，在现代机械制造业中，产品装配占用了超过40％以上的生产费用，装配所需工时占产品生产制造总工时的40％～60％，对结构复杂的产品，这个比例会更高Ⅲ1。三维CAD／CAM软件因其本身强大的功能及对传统二维设计无法比拟的优越性，被越来越多的企业应用，的确提高了产品的设计效率和生产加工的自动化水平，但是，由于产品装配环节与人的学问和经验关系过于亲密。相对于三维零件设计和加工方面的快速发展，三维装配工艺规划技术发展相对滞后。制约了企业生产自动化发展。因此，利用企业现有的三维设计平台。进行可视化的装配工艺规划技术研究，提高产品的可装配性，成为企业提高产品的装配生产效率，降低产品成本，赢得竞争优势的迫切需要。本文以三维产品装配信息建模、交互式装配工艺规划方法、装配工艺文件自动生成等三维装配工艺规划关键技术的研究为突破口，旨在实现三维环境下生动直观进行装配工艺规划和验证工艺的有效性，满意企业提高装配生产效率的现实需求。  1产品装配信息建模  产品装配信息模型是装配工艺规划的基础，它的优劣直接打算了装配工艺规划的效率，为此对装配信息模型应提出以下要求：  完整性要求。产品装配信息模型不仅描述零、部件本身的信息，而且还描述零部件之间的装配关系、资源、操作等信息；并行性要求。产品装配信息模型应当保证产品设计参数在装配各环节中的全都性，从而支持产品的并行设计；  独立性要求。产品装配信息模型应当充分利用现有三维CAD软件强大的建模功能，但又独立于三维CAD软件；  开放性要求。在产品需求发生变化时，通过装配信息模型可以便利地修改产品设计以适应新的产品需求。当前产品装配信息模型主要分为两大类：关系型模型和层次型模型，两者各有优缺点。关系型模型的优点是能够描述构成产品零部件之间的相互联系，比较直观，在装配工艺规划中其信息便于管理和运用，缺点是信息描述不符合实际产品组织结构和人们的思维习惯，当产品零部件数量太大时，将给装配工艺规划带来很大的困难；层次型模型的优点是符合人类思索方式，能较好地体现设计意图和产品结构，并且能降低装配工艺规划复杂性，但各零部件之间的装配关系描述不够直观，不能涵盖零部件装配操作有关的信息，子装配体的划分也没有明确的规则。这两种模型都存在自身的缺陷，均不能完整地描述装配信息，因而都不能满意装配工艺规划对产品装配信息模型的需要。  本文采用层次型模型的清楚性和关系型模型的完整性相结合的方法建立产品装配信息模型。依据三维产品装配模型，通过子装配体的划分，形成层次装配树结构，然后在同一父节点的子节点之间采用关系模型。产品装配信息模型如图l所示，树的根节点代表装配体，叶节点代表组成产品的各个零件，中间节点代表子装配体，属性信息和装配工艺信息分别被封装到各个节点、子装配体中。  为了使产品装配信息模型结构简洁化及对后续的装配工艺规划和装配工艺文件自动生成供应更好的支撑，对封装信息作如下处理：将几何信息封装到节点零件上，子装配体中不再封装；而将装配资源信息和操作信息封装到节点子装配体中，在节点零件中不再封装。其中，管理信息包括模型中各节点的名称、代号、材料、件数等；操作信息包括装夹、拧紧等；资源信息包括工装、夹具、工具等；关系信息包括位置信息(接触、距离等)，连接信息(键、销联接等)，传动关系(齿轮、链传动等)等。采用层次模型和关系模型相结合的产品装配信息模型不仅结构清楚，易于保存，而且能对装配工艺规划整个周期供应有力的支撑。  对三维装配工艺规划关键技术和解决方案进行了研究．包括：层次模型和关系模型相结合的产品装配信息建模、基于仿真拆卸的装配工艺规划及装配工艺文件自动生成等问题，并基于CATIA平台开发出装配工艺规划原型系统，实现了交互式装配序列、路径规划，生成了装配工艺文件，验证了技术的可行性。  0引言  装配是产品生命周期的重要环节，在现代机械制造业中，产品装配占用了超过40％以上的生产费用，装配所需工时占产品生产制造总工时的40％～60％，对结构复杂的产品，这个比例会更高Ⅲ1。三维CAD／CAM软件因其本身强大的功能及对传统二维设计无法比拟的优越性，被越来越多的企业应用，的确提高了产品的设计效率和生产加工的自动化水平，但是，由于产品装配环节与人的