基于MBD的三維裝配工藝設(shè)計(jì)技術(shù)

目錄
第1章 綜述 1
1.1 裝配工藝設(shè)計(jì)技術(shù) 1
1.2 MBD技術(shù)簡(jiǎn)介 1
1.3 裝配關(guān)鍵技術(shù) 2
第2章 基于MBD的三維裝配工藝建模方法 9
2.1 三維裝配工藝模型結(jié)構(gòu) 9
2.2 面向三維裝配工藝的產(chǎn)品信息建模機(jī)制 10
2.2.1 產(chǎn)品信息模型概述 10
2.2.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的創(chuàng)建 10
2.2.3 產(chǎn)品零部件三維模型的構(gòu)造技術(shù) 15
2.2.4 產(chǎn)品標(biāo)注信息的管理機(jī)制 19
2.2.5 產(chǎn)品信息模型的處理技術(shù) 22
2.3 基于產(chǎn)品層次結(jié)構(gòu)的裝配工藝建模機(jī)制 25
2.3.1 裝配工藝建模過(guò)程概述 25
2.3.2 工藝模型信息詳述 26
2.3.3 拆卸工藝模型的創(chuàng)建 34
2.3.4 裝配工藝模型的信息完善 39
第3章 基于人機(jī)交互的裝配路徑與工藝序列設(shè)計(jì) 42
3.1 裝配元件位姿和運(yùn)動(dòng)描述 42
3.2 裝配路徑與工藝序列設(shè)計(jì)總體流程 43
3.3 基于人機(jī)交互的裝配路徑規(guī)劃 46
3.3.1 三維操縱柄的設(shè)計(jì) 46
3.3.2 基于裝配特征的操縱柄位姿調(diào)整 48
3.3.3 三維操縱柄的人機(jī)交互功能的實(shí)現(xiàn) 49
3.3.4 裝配路徑信息記錄 53
第4章 基于三維模型的裝配路徑與序列智能生成技術(shù) 56
4.1 面向裝配工藝智能設(shè)計(jì)的關(guān)鍵信息建模 56
4.1.1 優(yōu)先連接矩陣 57
4.1.2 約束集和配合方向集 57
4.1.3 裝配層次模型 60
4.1.4 基礎(chǔ)件識(shí)別流程 61
4.1.5 裝配信息建模表達(dá)機(jī)制 62
4.2 裝配路徑智能規(guī)劃 63
4.2.1 復(fù)雜產(chǎn)品的干涉檢測(cè)方法 63
4.2.2 裝配路徑規(guī)劃前置處理 65
4.2.3 基于配合方向集的路徑推理 69
4.2.4 裝配路徑規(guī)劃流程 71
4.2.5 算例 74
4.3 裝配序列智能規(guī)劃技術(shù) 75
4.3.1 蟻群算法介紹 75
4.3.2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)建立 77
4.3.3 基于并行蟻群算法的序列求解 81
4.3.4 基于相似計(jì)算的同步并行序列生成 85
4.3.5 算例及算法分析 90
第5章 三維裝配工藝仿真驗(yàn)證技術(shù) 95
5.1 基于包圍盒的零件模型干涉預(yù)檢測(cè) 95
5.1.1 三維模型的凸包計(jì)算 97
5.1.2 基于三維凸包的OBB包圍盒的計(jì)算 100
5.1.3 基于分離軸理論的OBB包圍盒相交測(cè)試 103
5.2 基于產(chǎn)品層次結(jié)構(gòu)的逐層分解的快速干涉過(guò)濾算法 104
5.2.1 包圍盒的定義及構(gòu)造 104
5.2.2 包圍盒干涉檢測(cè)算法判據(jù) 105
5.2.3 子裝配包圍盒層次結(jié)構(gòu)的分解規(guī)則 106
5.3 基于模型邊界面的層次包圍盒結(jié)構(gòu)的精確碰撞檢測(cè) 107
5.3.1 零件干涉面對(duì)的提取 107
5.3.2 基于模型邊界面的層次包圍盒的精確求交計(jì)算 109
5.4 裝配仿真的基本原理及驗(yàn)證流程 110
5.5 裝配仿真的具體實(shí)現(xiàn) 111
第6章 三維裝配工藝設(shè)計(jì)中資源的使用 115
6.1 裝配工裝概述 115
6.1.1 工裝模塊的主要功能 115
6.1.2 裝配定位的主要模塊 115
6.1.3 裝配定位交互式實(shí)現(xiàn)的總體流程 116
6.2 裝配工藝系統(tǒng)中的工裝模型 117
6.2.1 工裝模型的表達(dá) 117
6.2.2 零件幾何模型與幾何元素 119
6.2.3 裝配約束與幾何約束 119
6.3 三維幾何元素的形位表達(dá) 120
6.3.1 空間零件的位姿表達(dá) 120
6.3.2 幾何元素的特征參數(shù)表達(dá) 121
6.4 基于自由度推理的裝配約束求解 122
6.4.1 自由度和約束的關(guān)系 122
6.4.2 自由度分析 123
6.4.3 自由空間的形位表達(dá) 124
6.4.4 自由度推理 127
6.5 基于幾何約束的裝配定位求解 129
第7章 裝配工藝流程自動(dòng)生成 134
7.1 裝配工藝流程模型 134
7.1.1 裝配工藝流程數(shù)據(jù)組成 134
7.1.2 基于層次關(guān)系的裝配工藝流程 135
7.2 裝配工藝結(jié)構(gòu)樹與裝配工藝流程映射方法 136
7.2.1 裝配工藝結(jié)構(gòu)樹解析及預(yù)處理 136
7.2.2 裝配工步與工藝流程節(jié)點(diǎn)的映射 138
7.2.3 裝配工藝流程圖的生成 139
7.3 裝配工藝流程的應(yīng)用 140
7.3.1 裝配工藝流程的管理 141
7.3.2 裝配流程仿真 141
7.3.3 裝配進(jìn)度監(jiān)控 142
第8章 三維裝配工藝發(fā)布與展示技術(shù) 144
8.1 三維工藝輕量化文件建模技術(shù) 144
8.1.1 三維工藝輕量化文件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 144
8.1.2 工藝信息輕量化文件建模 146
8.1.3 幾何模型輕量化文件建模 149
8.1.4 工藝尺寸標(biāo)注輕量化建模 150
8.2 基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的裝配模型匹配共享技術(shù) 153
8.2.1 三維裝配工藝特點(diǎn)與模型共享技術(shù)原理 153
8.2.2 裝配工藝模型輕量化文件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 154
8.2.3 重復(fù)子模型組合模式挖掘算法 155
8.2.4 本地子模型組緩存維護(hù) 159
8.2.5 裝配子模型組匹配共享系統(tǒng)工作流程 163
8.2.6 匹配共享系統(tǒng)效率驗(yàn)證 164
第9章 基于人機(jī)交互的三維裝配工藝設(shè)計(jì)原型系統(tǒng) 167
9.1 系統(tǒng)開發(fā)方案 167
9.1.1 系統(tǒng)開發(fā)方式的選擇 167
9.1.2 系統(tǒng)內(nèi)核的選擇 167
9.1.3 開發(fā)方案的確定 169
9.2 三維裝配工藝設(shè)計(jì)軟件的總體方案 170
9.2.1 系統(tǒng)需求分析 170
9.2.2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 170
9.2.3 系統(tǒng)功能模塊 172
9.2.4 系統(tǒng)工作流程 173
9.3 系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)例 175
9.3.1 產(chǎn)品信息模型構(gòu)建 175
9.3.2 裝配資源模型構(gòu)建 175
9.3.3 三維裝配工藝設(shè)計(jì) 180
9.3.4 裝配工藝流程生成與應(yīng)用 185
9.3.5 三維裝配工藝輕量化文件參數(shù)模型演示 189
第10章 裝配工藝智能設(shè)計(jì)原型系統(tǒng) 191
10.1 系統(tǒng)開發(fā)方案 191
10.2 裝配工藝智能設(shè)計(jì)原型系統(tǒng)總體方案 193
10.2.1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 193
10.2.2 系統(tǒng)主要功能模塊 195
10.2.3 系統(tǒng)工作流程 196
10.3 系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)例 197
10.3.1 裝配信息建模 197
10.3.2 裝配序列規(guī)劃 199
10.3.3 裝配路徑規(guī)劃 202
參考文獻(xiàn) 204