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三维装配工艺设计方法研究

曹文钢;王志忠;姜康;张红旗;陈兴玉

【摘要】Thedeficienciesofthecurrentcomputeraidedassemblyprocess

systemareanalyzed,andamethodofconstructingthree-dimensional

assemblyprocessplanningsystemisputforward.Thekeytechnologiesare

studiedincludingassemblyse-quenceplanning,assemblypathplanning,

collisiondetection,assemblyanimationandsoon.BasedonPro/Eplatform,

struc-turingassemblymodel,producingassemblysequencebyhuman-

computerinteraction.Producingassemblypathbyrecordingkeypoints

createdbydisassemblingparts;Usingtoleranceboxmethodtotest

collisiondetection.aprototypesystemof3Das-semblyprocessplanning

systemwiththePro/TOOLKITisdeveloped,andthesystemistestedbya

assemblyprocessoftheproduct.Thetesthasprovedthatthesystem,

basedonthismethod,canrealizesimulationof3Dassemblyanimation,

produce3dprocessdiagram,andvividlyguidethefieldassemblage.%

分析了当前计算机辅助装配工艺规划系统的不足，提出了一种构建三维装配工艺设

计系统的方法。对其中涉及的装配模型的构建，装配顺序规划、装配路径规划、碰

撞干涉检测、装配过程动画等关键技术进行了研究。基于Pro/E平台，构建装配

模型，人机交互产生装配序列；记录零件拆卸时经过的关键点产生装配路径；利用

包容盒法检测干涉碰撞。利用Pro/TOOLKIT工具包，开发三维装配工艺规划系统

原形系统，并以产品装配中的工序进行了实例验证。实验证明以此方法建立的系统

可实现三维装配动画仿真，生成三维工序简图，能够形象生动地指导现场装配。

【期刊名称】《机械研究与应用》

【年(卷),期】2013(000)004

【总页数】3页(P8-10)

【关键词】三维装配;顺序规划;路径规划;装配动画

【作者】曹文钢;王志忠;姜康;张红旗;陈兴玉

【作者单位】合肥工业大学机械与汽车工程学院，安徽合肥230009;合肥工业大

学机械与汽车工程学院，安徽合肥230009;合肥工业大学机械与汽车工程学院，

安徽合肥230009;中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽合肥230031;中

国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽合肥230031

【正文语种】中文

【中图分类】TP391.72

1引言

装配是产品生命周期中的重要环节，是根据确定的精度标准和技术要求，将组成产

品的零部件通过合理的工艺流程以及各种必要的方式联结组合起来，使之成为产品

的过程。装配工艺的规划及实施质量决定着产品的竞争力［1］。它主要解决产品

的零部件装配顺序、装配路径、装配工艺方法和所用到的工装夹具等问题。计算机

辅助装配工艺规划是解决产品装配工艺规划问题的有效工具。长期以来，计算机辅

助装配工艺规划方面的研究集中于利用计算机对产品的空间几何、拓扑结构和装配

约束关系进行自动分析和推理，并通过某种评价机制(如最短装配时间和最小装配

成本)进行优选［2］。但这些方法大多还停留在理论研究阶段，很难在实际中应用。

其主要原因是:①随着零件数目的增多，上述方法易导致组合爆炸，计算复杂性高，

效率低下。②由于产品的装配十分依赖于装配人员已有的装配经验，而在这方面，