人机融合的智能装配系统的研究①

产品装配在产品的整个生产流程中占有极为重要的位置。目前,由于消费者对产品个性化、定制化的需求越来越高,传统手工装配方式的低效和纯自动化装配的高难度、高费用难以满足企业的生产需求。因此,人机融合的智能装配系统应运而生。通过数据采集、无线通信、机器视觉等技术,人机融合的装配系统充分利用人的主动性和机器的可靠性、高效性,实现产品装配的高质量和高效率。     

面向并行工程的产品装配模型

针对并行工程的需求,提出广义键概念,广义键ＧＬ（ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｌｉｎｋ）是描述两个装配零件之间的所有装配关系的信息集,基于广义键建立了面向并行工程的产品装配模型,并给出了产品装配模型的数据结构,提出采用多重装配连接图表示零件之间的多重装配关系,基于广义键建立的产品装配模型可表示两个零件之间复杂的多重装配关系,为产品可装配性评价和装配工艺过程设计提供了丰富的产品装配信息,为实现ＣＡＤ／ＤＦＡ的信息集成打下良好的基础,该装配模型可支持并行工程。     

基于产品可装配性评价的CAD-DFA集成系统的研究与实现

为了在产品设计阶段就考虑并解决装配过程中可能存在的问题,确保零部件快速、高效、低成本地进行装配,构建了基于产品可装配性评价的CADDFA集成系统的体系结构,包括装配工艺规划、产品可装配性评价和装配过程仿真等模块·探讨了DFA与各种商用CAD软件的集成方法,对影响产品可装配性的因素进行了详细分析并提出了产品可装配性的模糊评价模型     

面向虚拟装配的复杂产品装配建模技术

针对复杂产品特点,提出并分析了虚拟环境下复杂产品的装配建模技术:虚拟环境下的实体模型表达和装配模型.实体模型表达采用精确模型和面片模型结合的混合方式进行,在单元划分基础上,构造了复杂产品的基于单元的4级多层次关联装配模型.基于装配建模,建立了虚拟装配操作的基本流程,以一个船舶产品的装配建模实例验证了其有效性.     

基于脑电的轻装作业操作者脑力负荷与绩效的分析

针对脑力负荷过高或过低导致产品质量低、生产效率低的问题,采用脑电(EEG)生理测量技术,模拟轻装产品的手工装配生产。设计了单产品装配和产品组合装配实验方案,探究操作者脑力负荷与工作绩效之间的关系。采集了25位志愿者的EEG负荷指标、装配完成率和装配时间三种指标数据,分析结果表明:EEG负荷指标的波动趋势可以有效地反映操作者的任务绩效,但波动状态与具体装配任务有关;与单产品装配方式相比,产品组合装配方式可以在保证装配质量的前提下有效缓解操作者脑力负荷。研究结果提升了手工装配作业下操作者脑力负荷波动状态的认识,有助于管理者制定更优的产品生产计划方案。     

基于物理的虚拟装配产品信息模型研究

分析了基于特征的虚拟装配产品信息模型,指出基于物理的虚拟装配产品信息模型的特征.在对STEP标准类库中的材料库进行扩展的基础之上,提出了以特征层次信息、信息类库信息和装配结构来描述基于物理的三层虚拟装配产品模型,建立了基于物理的虚拟装配产品信息模型.     

基于模糊神经网络的产品可装配性评判

针对产品装配信息量大、影响因素复杂、许多参数依赖人的判断和推理等特点,以及多数现行评判方法存在的不足,提出了基于模糊神经网络的产品可装配性评判方法·该方法依据产品装配特征的类型,先构建产品可装配性信息数据库,再通过将常规的三层BP网络模糊化处理,得到输入和权值均已模糊化的产品可装配性模糊神经网络模型·按照预置的网络训练规则进行训练,获得最佳连接权值·经实例检验,证明这种模糊神经网络模型用于产品可装配性评判是可行的,且具有很好的稳定性·     

产品的装配精度及工艺保证方法

产品的装配精度,不但决定于零件的精度,而且决定于装配方法。装配精度反映产品的质量,要保证产品质量,必须合理选择装配方法。     

自顶向下的产品装配建模系统研究及实现

机械产品从概念设计到详细设计的过程中,产品装配模型起着一个核心作用。现有的大多数装配建模系统均采用自底向上从零件到装配的建模方法,这种方法不能支持产品设计的全过程,不适应并行设计的需要。为适应并行工程对产品装配建模系统的需要,提出了将产品装配建模过程作为一个智能设计过程,以自顶向下的方式建造产品装配模型的方法,并介绍了用该方法开发的变速箱装配建模系统（ＧＢＡＭＳ）。该系统支持产品生命周期中多种设计活动的集成,对并行工程的实施具有重要意义。     

基于CATIA虚拟装配的研究

虚拟装配主要实现两个层次的映射,即底层用产品数字化模型映射了产品物理模型,顶层用虚拟的装配仿真过程映射了真实的装配过程.第一层次的映射避免了产品模型的物理实现,同时使得工程分析、装配仿真成为可能;第二层次的映射使得产品装配规划、验证及评价成为可能。     

一种实用的综合集成 DFA 系统的研究

传统的ＤＦＡ对下游影响产品装配性能的因素考虑不足,且难以生动直观地反映设计变更、评价过程与结果。针对这些缺陷,基于多项技术手段的综合利用,提出一种实用的集成化ＤＦＡ系统,可分析和验证产品的可装配性,分析和仿真机构的运动形态,提供合理、经济的装配公差分布,提供可行的装配顺序和路径,并以动画形式仿真整个产品的装配过程,从而在设计阶段实现产品的数字化预装配。系统已用Ｐｒｏ／Ｄｅｖｅｌｏｐ和Ｃ为工具开发实现,并在工程实际中得到应用。     

基于虚拟装配体绑定的产品层次化装配序列生成

装配是产品制造中的重要环节之一.计算机辅助装配顺序的生成为实施快速、灵活、优化的装配,提高装配质量和效率提供有力的支持.任务层次与分解方法的设计是层次任务网规划方法应用的关键技术.文中提出了一种基于虚拟装配体绑定的底层装配操作实施机制,在此基础上建立了产品装配序列生成的任务分解策略.装配实例表明,该方法在产品装配序列生成中具有建模层次清晰、任务分解策略易于制定、装配序列生成比较灵活的特点.     

面向对象的二叉树装配模型研究

文章研究可装配性设计中的产品装配建模,提出一种以装配体为对象并能充分反映装配过程特点的二叉树装配模型。应用面向对象技术,建立了相应的数据结构及应用框架,为可装配性评价奠定了基础,也可做为通用的产品装配模型应用于ＣＡＰＰ等领域。     

一体化中药粉碎机虚拟装配技术

为获得集中搅拌、筛选和粉碎功能的一体化中药粉碎机的最优装配序列和装配工艺,将虚拟装配(VA)技术应用于该产品的研发中.在系统研究VA技术体系结构及其关键技术的基础上,应用开放式建模方法分析了一体化中药粉碎机及其关键部件的装配层次及装配关系,建立了产品完整的装配模型；应用基于知识的装配序列规划方法优化了产品的装配序列.研究结果表明:VA技术在一体化中药粉碎机研发中的应用缩短了研发时间,确保了产品制造和装配一次成功.     

定制家具产品的虚拟装配关键技术及应用

在面向装配的设计基础上对虚拟装配技术进行系统的研究,通过应用Visual LISP关联Excel数据库等二次开发方法,开发了基于AutoCAD环境的定制家具虚拟装配系统(VASCF)并给出了程序示例。初步实现了面向装配特征的定制家具产品零部件三维建模、基于产品零部件层次关系的定制家具产品装配分解图自动生成、定制家具装配过程仿真,以及定制家具虚拟装配过程干涉检验等定制家具虚拟装配关键技术的一体化流程。     

并行工程环境下面向装配的设计系统

提出了一种在并行工程下面向装配的产品设计方法,通过对面向装配设计中的关键技术问题,如产品的装配模型、装配顺序规划、机构运动分析与综合、装配过程仿真及产品可装配性评价等方法的探讨,实现了面向装配的设计目标.     

面向装配的蜗杆减速器装配信息模型的描述及应用实例

提出了一种能完整描述蜗杆减速器装配信息的数据结构，描述了产品零部件的装配特征关系，介绍了产品零部件装配体树结构，并建立了储存装配关系的广义矩阵以及装配关系的语言描述。利用这种数据结构计算可以方便地构造装配体的树结构图，可以把装配体中的每一个零件或部件本身的装配信息以及每一对装配无素对象之间的装配关系方便地存储在装配体中，它能通过指`针链表等工具方便地对装配体树中的每一对数据进行插入、查询、删除和修改等工作，并能有效地对产品零件级和装配级的装配工艺性进行分析和评价，并以一种具体的蜗杆减速器为实例来验证这种数据结构的正确性。     

集成化的装配顺序自动生成算法

指出提高产品装配顺序规划效率的关键是有效地减少规划时所考虑的零件数量·提出了将零件的工程语义信息引入到产品的装配顺序规划中,同时通过对装配体的干涉矩阵和连接矩阵的分析,对可能的子装配体进行识别,从而大大减少所规划的零件数量,弥补了一般算法的不足,且在装配顺序生成的同时对其进行优化和评价,并将结果返回到CAD系统中以指导对产品的再设计和修改     

基于层次模型的装配顺序规划

采用装配结构层次分解法和装配结点内单元割集法相结合的方法 ,通过对产品装配结构设计内在隐含的约束关系的分析研究 ,根据装配特征 ,建立装配单元匹配优先关系 ,确定其装配方向。递归生成既表达装配结构 ,又描述装配工艺过程的二叉树模型 ,作为后续的可装配性评价的基础     

基于OpenGL产品三维虚拟装配方法

文章介绍了产品虚拟装配过程和OpenGL工作流程,提出了基于OpenGL实现产品三维虚拟装配流程。并介绍了采用VC与OpenGL编程技术,进行零件的动态虚拟装配的具体方法。