针对某型发动机装配序列规划研究

论文摘要

近年来,在制造技术和信息技术的发展推动下,数字化装配设计与规划理论的研究与应用日益成为热点,并取得了显著的进步。制造业的全球化和网络化使产品的虚拟制造技术显得日益重要。虚拟设计、虚拟制造、虚拟装配等作为21世纪的新型制造策略正越来越受到工业界和学术界的重视,成为新世纪制造业信息化研究的热点之一。装配工艺规划是虚拟装配的重要研究内容,对于提高产品质量、降低成本、缩短生产周期具有重要意义。本文以虚拟装配序列工艺规划为主线,对虚拟装配、虚拟装配信息模型、装配序列规划技术、装配模型的建立和基干装配建模的装配顺序的自动规划生成进行了较为深入的研究。论文主要内容如下：一,本文较为全面的阐述了虚拟装配主要内容、基本流程和关键技术,在总结分析以往装配信息模型的基础上,提出了基于树图结构的装配信息模型。装配层次树、装配关联图、装配约束条件等方法,对装配割集法做出了重要改进,提出了基于层次联接关系图的分层装配序列割集法。二,本文设计了基于装配优先关系的装配序列生成算法,该算法以装配信息模型为主要输入,通过对产品装配结构的分析、基于装配建模的规则推理构建了装配序列生成算法结构并详细介绍了其内容。三,根据第二部分所设计的装配序列生成算法,使用C语言对其进行程序实现,其中包括Kruskal算法的C语言实现、数据结构设计、割集法的C语言实现等,最后输出最优秀的十个装配序列和一个最差的装配序列作为结果待第四部分仿真验证。四,首先使用CATIA软件对研究实例——单缸发动机进行建模,然后使用DELMIA软件,按照第三部分得到的最好的装配序列和最差的装配序列对该发动机进行装配仿真模拟,分析两个装配序列在并行性、聚合性和稳定性反面的优劣,并验证其可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 数字化装配的概念和特点
• 1.2.1 数字化装配的概念
• 1.2.2 数字化装配的特点
• 1.3 虚拟装配技术研究现状
• 1.3.1 国外虚拟装配技术的发展与现状
• 1.3.2 国内虚拟装配技术的发展与现状
• 1.4 课题研究的目的和意义
• 1.5 研究内容和研究方法
• 1.6 本文的章节安排
• 第二章 装配序列规划技术
• 2.1 引言
• 2.2 产品数字化设计装配
• 2.3 虚拟装配
• 2.4 装配规划的主要内容和基本流程
• 2.5 装配规划的关键技术
• 2.5.1 基于装配优先约束层次关系建模技术
• 2.5.2 装配序列规划技术
• 2.5.3 装配信息的记录
• 2.5.4 优先约束关系
• 第三章 虚拟装配序列自动生成算法研究
• 3.1 引言
• 3.2 装配序列规划概述
• 3.3 装配图的生成
• 3.3.1 装配信息模型
• 3.3.2 装配图的组成
• 3.4 利用Kruskal算法得到生成树
• 3.4.1 Kruskal算法定义
• 3.4.2 本课题Kruskal算法利用原则
• 3.4.3 Kruskal算法的应用
• 3.5 根据生成树得出基本割集
• 3.5.1 基本割集法的局限性和对其研究的针对性
• 3.5.2 割集算法中的基本概念
• 3.6 对基本割集环合运算得到可能的装配序列
• 3.7 利用约束条件去除不可行的序列
• 3.8 计算每个可行的装配序列的评价分数
• 3.9 输出结果
• 第四章 序列生成算法的程序实现
• 4.1 引言
• 4.2 输入装配图信息及定义数据
• 4.2.1 程序的数据结构构成
• 4.2.2 全局变量介绍
• 4.2.3 装配图信息输入
• 4.3 Kruskal算法求生成树模块
• 4.3.1 模块的基本流程图
• 4.3.2 树数组中有数据的处理过程
• 4.3.3 树数组无有数据的处理过程
• 4.3.4 确定生成树
• 4.4 基本割集生成模块
• 4.4.1 对与割点相连的树枝取割集
• 4.4.2 对不与割点相连的树枝取割集
• 4.5 装配序列生成模块
• 4.5.1 在每层级内对基本割集排列组合
• 4.5.2 对基本割集序列进行环和运算
• 4.6 装配序列检验评价并输出
• 4.6.1 可行性判断
• 4.6.2 竞争性评价
• 4.6.3 结果存储并输出
• 第五章 发动机装配仿真
• 5.1 引言
• 5.2 软件介绍
• 5.3 制作部件模型
• 5.4 创建虚拟装配动作过程
• 5.4.1 建立一个Process Library
• 5.4.2 建立一个Process Plan
• 5.4.3 使用PERT Chart调整Process Plan
• 5.4.4 连接产品数模到Process内
• 5.4.5 调整Process
• 5.5 制作仿真动画
• 5.5.1 装配动作说明
• 5.5.2 根据每个装配动作制作仿真
• 5.6 分析两个装配序列的仿真动画
• 5.6.1 装配序列可行性分析
• 5.6.2 装配序列稳定性分析
• 5.6.3 装配序列并行性分析
• 5.6.4 装配序列聚合性分析
• 5.6.5 分析结论
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢