基于遗传算法的机器人装配顺序规划的研究

装配顺序规划对于机器人自动装配的可行性和优化性方面起着重要作用。首先在装配工艺信息的表达、零件装配顺序的染色体表示、装配中约束的分类方法方面进行了研究，并提出将不同类型的约束在遗传算法的不同阶段予以考虑。针对装配零件顺序规划和优化中的具体要求，对遗传算法作了改进，在传统的遗传算法步骤中增加了一个静态约束检测步骤。仿真结果表明该方法是有效的，为机器人自动装配中的装配顺序的自动生成提供技术支持。     

一个虚拟装配支持系统的实现

虚拟装配是虚拟制造的核心关键技术之一。为了实现产品的虚拟装配，自主开发了虚拟装配支持系统（VASS），它能够在虚拟状态下对产品装置进行分析、仿真，实施数字化预装配，生动直观地分析、验证与改善产品的可装配性。文章介绍了该系统的总体结构，讨论了主要关键技术，如装配模型、装配顺序规划、装拆运动表达、干涉检查等。该系统已在实际项目中得到有效应用。     

基于装配任务的虚拟装配工艺模型研究

面向过程的虚拟装配工艺规划系统对装配工艺模型提出了新的要求。在对虚拟装配工艺规划过程中的工艺数据进行分析的基础上，提出了产品层次装配任务链模型，该模型能有效表达虚拟装配工艺规划过程中的工艺数据，同时给出了由产品层次装配任务链模型向虚拟装配工艺模型转化方法，建立了虚拟装配工艺模型。开发了虚拟装配工艺规划系统VAPP，对研究结果进行了验证。     

面向装配工艺规划的集成式装配模型研究

虚拟装配能够有效地支持装配设计过程,提高产品可装配性。提出了面向装配工艺规划的虚拟装配体系结构,在此基础上提出了一种面向装配工艺规划的集成式装配模型,并分析了模型的信息组成、获取方式和组织结构。结合某燃料电池设计项目,在清华大学国家CIMS工程技术研究中心的虚拟装配支持系统VASS上对面向装配工艺规划的虚拟装配体系结构和集成式装配模型进行了验证。应用表明,该集成的产品装配模型能够有效支持产品装配工艺规划的全过程。     

面向虚拟装配的复杂产品装配路径规划技术研究

在对虚拟装配中的装配路径规划基本流程进行分析的基础上,指出了虚拟环境下进行装配路径规划的关键技术,并提出了基于有效采样点的装配路径优化方法,虚拟环境下基于几何约束的零件三维空间运动方法,集几何约束自动识别、交互式约束定义和位置约束为一体的混合模式的零部件精确定位方法。相关算法在自主开发的虚拟装配工艺规划软件VAPP中得到实施,并应用到航天产品的装配工艺设计中。     

轿车生产线装配工艺规划的仿真系统设计

轿车生产线工艺规划是连接轿车设计与大批量生产的桥梁，为提高计算机辅助生产线装配工艺规划的质量和效率，本文在完成轿车装配工艺建模和装配序列生成的基础上，综合考虑流水线装配生产中与装配工艺规划密切相关的因素，提出建立装配流水线工艺图的仿真建模方法，设计了相应的软件包进行面向生产线的装配任务规划，直观显示任务规划结果，为工艺规划提供了有效的工具。     

发动机虚拟装配教学实验系统关键技术研究

虚拟装配技术是虚拟现实技术在设计与制造领域的重要应用。在对虚拟装配的研究现状分析和总结的基础上,对发动机虚拟装配的关键技术和虚拟装配系统的实现方法进行了分析和研究,包括基于数据手套的虚拟手操作、实时碰撞检测、装配路径和装配顺序规划等问题。并首次提出了将虚拟装配与发动机教学实验相结合的虚拟发动机装配教学实验系统的构想。最后还展示了利用发动机三维可视化虚拟装配教学实验系统完成虚拟装配操作的实例,并分析了该虚拟装配教学实验系统与传统装配相比较的优势和特点。     

虚拟装配关键技术及其发展

虚拟装配技术是虚拟制造技术的关键部分,它主要实现两个层次的映射,即底层用产品虚拟模型映射了产品物理模型,顶层的虚拟装配仿真过程映射了真实的物理装配过程。虚拟装配关键技术主要包括:碰撞检测、零部件建模以及数据交换与集成、装配规划、基于约束的运动导航与精确定位、线缆管路等可变形体零件装配技术、知识的提取与应用和装配评估与验证等。文中对这些关键技术的研究现状进行了综述,并根据研究现状分析了虚拟装配技术中存在的问题以及发展趋势。     

基于工程语义的装配顺序快速规划与评估

在交互式获取零件装配所需工程语义信息的基础上,构建了可反映装配体各元件间空间制约关系及相关性的全局优先约束矩阵(Precedence Constraint Matrix,PCM),由此推导了完备可行的装配顺序集,并根据用户选择的不同评价准则对可行装配顺序规划进行优化评估,推荐最优装配方案.最后,以实例验证了研究成果的正确性与实用性.     

虚拟环境下线缆建模及装配规划技术的研究

线缆的装配规划是一个复杂的问题．分析了线缆建模及其装配规划的特殊性，并指出了现有CAD线缆建模与布线工具的局限性。根据虚拟环境的特点，提出了线缆离散控制点建模技术，将线缆简化成由一系列截面中心点相连而形成的空间连续折线段。在实验室以前工作的基础上，研究和开发了虚拟环境下的线缆装配规划模块，并介绍了该模块的层次结构。     

基于仿真试拆卸的夹具自动装配规划研究

针对夹具这种特殊的装配体,目前在其装配规划问题上还没有一种自动化程度高且行之有效的方法。根据夹具的结构特点,采用工程语义定义元件的功能、类型以及套件结构关系,以此为基础在优先装配方向集上进行仿真试拆卸,可得合理的拆卸顺序及各元件的拆卸方向,将拆卸顺序与方向求逆即得到合理的装配序列。该方法能自动、高效地完成夹具装配规划,同时确保装配的合理性。

Abstract：

In recent researches, an automatic and efficient way to solve the assembly planning for fixtures is still lacking. Based on the structural characteristics of fixtures, engineering semantics is introduced to define the function, type and component-set relationship of fixture components. Through trial disassembling confined on prior direction set, reasonable disassembly sequence and directions for each component can be derived, the reversion of which leads to the feasible assembly sequence. This method not only achieves the assembly planning for fixtures automatically and efficiently, but also ensures the rationality of the planning result.     

虚拟环境下的线缆装配建模技术研究

虚拟现实技术为解决线缆的优化布局及可靠性装配问题提供了一种可行的技术途径,而如何在计算机内部组织和表达线缆的模型信息、属性信息和工艺信息等相关信息是实现虚拟环境下线缆装配工艺规划要解决的首要问题。在分析虚拟环境下的线缆模型应包含管理属性、电气功能、几何结构和装配过程这四类信息的基础上;着重介绍了基于离散控制点建模思想的线缆几何结构层次化表达方法以及基于布线任务的工艺规划过程描述方法。并在自主开发的虚拟装配工艺规划系统VAPP上对相关方法和技术进行了实例验证。     

大规模定制汽车总装生产线规划及其仿真环境

针对汽车大规模定制生产的实施策略，提出汽车总装生产线满足大规模定制的三个关键问题：提高动态响应能力，缩短交货期，降低成本，针对这三个问题讨论了汽车总装生产线规划中的相应对策，根据汽车总装线规划的要求，提出并建立了一个相应的规划仿真环境，该环境包括仿真界面，优化工具，模型库以及数据库，演示了在该环境中进行的一个仿真实例。