单元移植技术在快速设计系统构建中的应用

以基于结构重用实现产品快速变异设计为目标,在前人研究成果的基础上,提出了基于特征单元移植的结构变异设计系统的构建模型,对其体系结构及其实现的关键技术进行了探讨。详细阐述了特征单元建模技术中特征单元信息模型、特征单元库的建立方法,并根据箱体类零件的功能和结构特点构建了箱体类零件的特征单元库;分析了组成变异零件基型的特征单元之间的布尔运算类型以及特征单元的具体分割操作过程;描述了通过切合面类型的判断,实现变异零件基型与移植特征单元的拓扑搭接操作过程。最后,通过一个箱体类零件结构变异的实例,说明了该系统实现零件结构变异设计的基本过程。     

板金零件展开工艺的基本法则

以往对板金零件展开工艺基本法则的理论,研究很少,一般板金工展开手册仅罗列例题,以各种图形来叙述作图过程,而不涉及具有共性的作图原理,使读者无法领会其实质,当实际展开零件与实例图形不符时,往往令人无从着手。本文在分析了各种板金零件展开工艺基本理论的基础上,提出板金零件展开工艺的基本法则,并结合实例加以介绍,供大家参考。一、曲面的分割和集合(1)单元和集合。任何物体均可分割至一定大小的个体,称为“单元”。这些单元的集合体即组成原物体。(2)曲面分割和展开面集合。根据画法几何“一切板金零件的曲面均为母线在导线(面)引导下作一定运动时,各个位置的集合”的原理,母线在运动中的任一位置称为素线,所以曲面是由许多素线密布构     

一种基于多色集理论的产品拆卸模型研究

针对现有拆卸模型存在的诸多不足,提出了一种基于多色集理论的产品拆卸模型.该模型中,基于多色集理论定义了零件单元连通性的概念和可拆卸性的概念,并分别设计了连通零件单元生成算法和可拆卸性判断算法.应用连通零件单元生成算法直接生成连通的零件单元,避免了在拆卸过程规划中许多非连通单元的干扰;利用可拆卸性判断算法对生成的连通单元进行筛选,剔除其中不合理的零件单元.在此基础上,建立基于多色集理论产品拆卸模型,以零件所受累计约束数的大小规划产品的拆卸序列,并构建了多色集递阶结构图表达产品的拆卸过程及拆卸序列.     

基于特征单元的箱体类零件结构自组织设计

阐述了基于特征单元的产品自组织设计方法，提出了一系列基于特征单元箱体零件设计的自组织算法，利用特征单元可以迅速设计箱体类零件特征单元。     

面向装配的特征层次建模方法研究

为了避免不同建模方法导致同一产品在不同设计者之间和不同设计过程中数据不一致的问题,提出了基于装配单元的特征层次建模方法。该方法将传统装配层次结构模型中的单一零件和子装配体统一为装配单元,作为组成产品的一个基本单元,构造了基于装配单元的产品模型。采用面向对象技术,以装配单元作为装配信息的载体,对不同类型装配单元的装配信息采用相同的层次结构进行了组织和存储。在每个装配单元中,采用类继承的方法,可以方便地查询到该单元最基本的组成体素。以球阀产品为例,详细介绍了装配单元的装配特征层次模型的建立方法,为保持设计过程中产品装配数据的一致性提供了保障。     

面向功能需求的产品适应性修改单元识别方法

针对产品内部单元修改操作的效应传导过程缺乏有效的分析方法,导致无法明确优先修改对象的问题,提出一种产品适应性修改单元识别方法。首先,建立功能需求与产品实例功能的量化匹配模型,借助可拓集方法将匹配结果划分为3个功能域,并通过多层"功能—行为—结构"纵向分解得到产品的功能—结构底层映射关系;其次,细化结构修改粒度至零件特征层,构建零件及特征的物元表达模型;在此基础上,构建以零件特征物元为节点的基元有向图,提出基于基元有向图的综合传导度计算方法,并以综合传导度作为产品修改单元的识别依据。最后,以某款螺蛳切尾设备的实例应用验证了所提方法的有效性和可行性。     

基于逆向工程的汽车前围板曲面重构

介绍了汽车前围板零件的逆向设计流程,重点分析了该零件的点云数据测量方法及CAD模型曲面重构,总结了逆向建模过程中的一些常见问题。通过RE技术实现了前围板曲面的快速建模,显著地提高了产品研发效率。     

自顶向下的跨层次装配建模方法与应用

在现代CAD系统中,特征造型是面向单个零件的,在处理具有跨层次性的产品结构时不仅造型效率低,而且破坏了结构的整体性和各组成单元的相关性。笔者提出了一种集特征造型和装配为一体的产品跨层次建模方法。在实体特征层建立产品的主体模型,整个模型经过跨层次运算跨越零件层直接在装配层形成产品的装配结构。该方法为自顶向下设计提供了新的思路,具有高效、直观、便捷和智能等特点。     

虚拟制造中的产品建模技术研究——基于产品定义单元和元建模的产品模型

虚拟制造要求产品模型在多学科无缝集成仿真中能够保持信息的一致性和可重用性 ,传统的产品模型难于满足这一需求。基于虚拟制造对产品建模的要求 ,本文采用特征、零件和装配三个层次的产品定义单元 (PDU)构造产品设计模型 ,基于SUMM元建模技术实现模型间的互操作。虚拟制造各种应用模型可以由此设计模型衍生而来 ,较好地解决了现有产品模型语义信息缺乏的问题 ,并具有良好的一致性、可扩充性、可重用性。     

钣金零件展开图的生成

讨论计算机辅助钣金工艺设计（CAPPforsheetmetal）中零件展开图的生成。提出了一种基于特征技术的能够生成正确的、包含丰富工艺信息的板金零件展开图的生成算法。     

基于单元模型的产品结构概念设计

将功能单元与结构单元作为基本逻辑单元,提出一种基于单元模型的产品结构概念设计方法。建立了功能单元模型,以及产品级和零件级两种不同复合度的结构单元模型;以功能单元为载体,通过对表征功能单元间关联关系的邻接矩阵进行运算,得到功能单元的耦合集及其优先级关系,建立了设计活动的功能链图;以功能链图为依据,建立了功能单元—产品级结构单元关联矩阵,得到基于产品级结构单元组合的、满足功能需求的设计方案;以此为原形,进行产品级结构单元到零件级结构单元的运动及定位关系映射,建立了以功能表面为载体的、由功能表面及其关联构成的产品结构骨架,对其进行参数约束与结构扩展,即可完成产品结构的扩展。以搬运机器人为例,说明了所提方法的有效性。     

CAXA实体设计环境下的盲板阀三维参数化设计

能过分析盲板阀结构特点与工作原理,以盲板阀的相关组成零件,作为参数模型构建与驱动的基本单元。利用CAXA实体设计的自定义参数化零件功能,构造相关三维模型并定义相关变量,完成驱动单元参数化模型的构建。利用CAXA实体设计提供的与Excel袅格的动态链接,将其嵌入到Excel表格之中。通过二者之间的关联,进行参数赋值与驱动,并将Excel设计数据与驱动生成的零部件模型保存到指定路径。     

基于特征的零件模型中特征的分类及其表达方法

从构造集成化的ＣＡＤ／ＣＡＭ零件模型的目的出发，制定了零件特征分类原则。根据这个原则，提出了特征抽象，分类和特征关系分类及特征类的表达方法。为特征类库的建设，基于特征的零件模型的构造提供了信息单元的组织结构和信息范畴。     

装配体公差建模方法研究

为实现装配体公差建模,即在计算机中表示装配体的装配关系和零件本身的公差属性,提出一种综合建模方法,该方法将装配关系模型和零件公差模型相结合.装配关系模型包含父子装配单元之间的从属关系、装配单元之间的约束关系;零件公差模型采用基于关键特征和有向图的建模方法.并结合实例进行了分析验证.     

基于特征的装配模型及装配序列规划研究

为了充分利用CAD模型信息进行装配序列规划,将单一零件和子装配体统一为装配单元,建立了基于装配特征的产品层次模型。通过装配特征矩阵的建立来分析装配单元的自由度信息,进而确定其可拆卸程度。基于可拆即可装的假设,对可拆卸启发式规则、拆卸方向和连接关系进行分析,生成产品的拆卸/装配序列。在对装配序列进行优化的基础上,生成可行的装配序列。以球阀产品为例详细介绍了应用情况。     

面向大型复材板类零件自动钻铆的通孔深度在线测量研究

在航空航天制造领域,大型复合材料板类零件的钻铆工艺过程尚未实现自动化,其瓶颈在于该类零件通常具有面形复杂、壁厚不均特征,通孔深度测量与铆钉选取仍依赖人工操作,严重限制其装配效率与质量。以实现大型复材板类零件自动化钻铆为根本目标,提出一种新颖的通孔深度在线测量方法与装置。方法核心是将孔深参数转换为探针运动的位移数据,并据此完成装置光路、机械结构及硬件电路设计。装置功能模块包括探测激光光斑的激光收发单元、获取探针运动参数的位移感测单元、控制探针运动的驱动单元。最终,研制样机并进行初步实验验证,结果表明所提出方法与装置能够实现通孔深度高效自动化测量,为实现大型复材板类零件自动化钻铆提供了重要技术支撑。     

基于零件基因模型的虚拟设计资源库建模

为在设计过程中利用网络资源 ,获取实体零件 ,提出了通过有效的检索机制获取合适的零件资源建立虚拟设计资源库的方法。首先给出了零件基因模型 ,并在此基础上给出了基于编码表示的体基因基因串 ,以及基于包围盒表示的基因单元参数的描述方法。然后建立了基于体基因编码的模糊检索以及基于零件基因单元之间关联度的二级检索模型。并利用层次分析法 ,解决了以往零件特征重要程度权重受主观性因素影响过多的问题     

元动作装配单元误差源及误差传递模型研究

机械产品装配误差源和误差传递规律分析,是装配精度预测与控制的前提工作。在对数控机床进行结构化分解至元动作的基础上,提出了元动作装配单元的概念。针对元动作装配单元层面影响装配质量的因素,将装配过程的误差源分为位置误差、形状误差、装配位置误差等五类误差源;建立各类误差源及其误差评价的统计模型;分析误差在零件间、零件内两特征间的传递和相互作用,构建误差传递链图、误差传递网络对五种误差源与配合误差进行形象化表达。综合误差传递链接图,建立面向整个产品误差传递及装配功能表达的装配误差网络图模型,为方便误差传递网络图中各类误差传递模型的计算与存储,又进一步构建了面向整个产品装配误差传递的链接矩阵。以某加工中心连续分度转台蜗杆转动元动作装配单元装配为例,验证误差源表达和误差传递模型的有效性。     

产品模型的特征造型系统研究

通过特征造型系统建立的产品模型可以提供制造所需的几何、工艺信息,以使CAD和CAM数据共享,从而实现设计和制造一体化。基于工作站/微机通信方式,提出了一种建立几何、工艺信息完整的零件计算机内部产品模型特征造型新方法。实现了回转体类零件产品模型的建立工作。     

基于CAD/CAM的轴类零件信息模型的XML描述

以产品特征建模作为CAD/CAM集成的基础.构建基于特征的集成化产品信息模型.根据系统的集成对于信息的需求,从特征定义、特征关系和加工信息等方面对轴类零件特征进行了深入研究,在此基础上构建特征信息模型.针对CAD/CAM的需求,创建零件信息模型的XML描述,最后给出了相关的实例.