三维装配模型共性结构发掘方法

为了更好地利用三维装配模型可重用的共性结构信息,减少重复性的劳动,缩短产品的开发周期,提出一种三维装配模型共性结构发掘方法.首先,以三维装配模型各零件的属性邻接图为基础,保持装配特征属性信息,简化非装配特征属性信息,形成属性化装配特征邻接图;然后,基于三维装配模型各零件之间的装配关系,将零件的属性化装配特征邻接图组合形成三维装配模型属性邻接图;其次,通过频繁子图挖掘算法提取三维装配模型的共性结构.最后,以一组夹具模型为例进行实例验证,结果表明该三维装配模型共性结构发掘方法能够准确有效地发掘产品中的共性结构信息,具有良好的应用效果.     

基于属性邻接图匹配的装配体模型搜索方法

为了重用装配体模型中包含的设计、制造和装配工艺等信息,需要在装配体模型数据库中搜索相似的装配体模型作为参考.为此提出一种基于属性邻接图匹配的装配体模型搜索方法.首先提取装配体模型中零件的接触面信息,将装配体模型及其零件模型分别转化为零件属性邻接图和接触面属性邻接图;然后计算用于零件模型匹配的成功匹配接触面数量、接触面关系编码数量以及用于装配体模型搜索的零件相似度矩阵,将其作为零件模型和装配体模型相似度度量;最后由最优匹配Kuhn-Munkres算法得到零件相似度矩阵最优匹配加权和,作为装配体模型相似度.实验结果表明,该方法能有效地搜索到相似的装配体模型,并且对模型的相似度进行了排序.     

基于子图同构与事例匹配的装配体局部结构相似性分析

基于事例推理是解决面向装配的设计和装配工艺规划问题的有效方法,装配体检索是应用此方法的关键步骤.为此提出一种基于子图同构与事例匹配的装配体局部结构相似性分析方法.该方法将装配体零件间的装配关系用属性邻接图来表示,通过对装配体中联结关系的定性分类及装配体属性邻接图预处理规则的定义,利用Ullmann算法匹配出相似的装配体图(子图)结构,并给出了装配体局部结构相似度计算公式.最后通过实例验证了文中方法的有效性.     

基于蚁群算法的三维CAD模型检索

为了更好地实现CAD模型的重用,提出一种利用蚁群算法的三维CAD模型检索算法.通过提取CAD模型的B-rep信息,将模型用属性邻接图来表示;根据如果2个CAD模型存在相似的特征或局部结构,那么CAD模型对应的属性邻接图就应存在公共子图这一原理,利用蚁群算法来检测属性邻接图中的公共子图,从而得到2个CAD模型相似的局部细节特征;然后通过比较相似局部细节特征对CAD模型进行相似性评价.实验结果表明,该算法能较好地实现三维CAD模型检索,检索性能高于通用领域的检索算法,可以实现CAD模型设计和制造知识的重用.     

基于非精确图匹配的CAD模型搜索方法

为了弥补现有的三维CAD模型搜索方法难以搜索到不同近似程度的相似模型的缺陷,提出一种基于面属性化邻接图非精确匹配的CAD模型搜索方法.首先提取CAD模型中的B-rep信息将CAD模型转化为面属性化邻接图;然后计算目标模型与被搜索模型的面属性化邻接图之间的顶点相容程度矩阵和边相容程度矩阵,并由此建立2个模型相似程度的度量作为选择不同顶点匹配矩阵M的优化目标函数;在对匹配矩阵M进行连续化松弛后,运用Sinkhorn行列交替规范化方法求解匹配优化问题.实验结果表明,采用该方法能够搜索到不同近似程度的相似模型;并且由于避免了具有NP复杂性的精确图匹配过程,检索效率也能满足实际要求.     

协同装配信息集成建模及装配顺序规划研究

研究了装配的参照元素、装配方式、装配关系，并总结出三大装配类型．针对协同装配活动的需求，提出包含设计技术决策和产品社会属性信息在内的广义装配建模思想；在引人装配结和装配链概念的基础上，构建了适合协同装配的装配信息模型．通过搜索模型，容易获得产品装配关系图，再经过界定装配导元属性，依据自定义修剪规则，形成具有装配层次和顺序属性的同心圆图，从而能够有效地获得可行的产品装配顺序．     

基于子图同构的三维CAD模型局部匹配

针对整体相似性检索算法无法实施精确的局部结构匹配的问题,提出一种基于子图同构的三维CAD模型局部结构匹配算法.该算法通过提取CAD模型的B-Rep信息,将其表示为以面作为节点的属性邻接图.在局部匹配过程中,用户输入的局部结构被表示成"子图".待匹配的整体CAD模型被表示成"大图";则在整体CAD模型中.检索局部结构的问题就被转换成在"大图"中寻找同构"子图"的问题.子图同构是NP完全问题,通过利用CAD模型的面特征将图顶点有效细分,并利用已匹配顶点之间的邻接关系动态裁剪搜索空间,实现了快速的同构匹配.实验结果表明,该算法能实现精确的局部结构匹配,并且检索效率能满足实际应用要求.     

基于过渡特征识别及过滤的三维CAD模型检索

为解决过渡特征对基于图匹配的三维CAD模型检索算法的效果和效率影响问题,提出一种三维CAD模型检索中过渡特征的识别及过滤算法.首先利用基于规则判断的方法识别出B-Rep模型中存在的过渡特征;然后根据识别结果对CAD模型的属性邻接图进行重构,以消除因过渡特征的存在对模型几何及拓扑信息造成的影响;最后利用重构的属性邻接图、通过子图同构方法实现基于过渡特征过滤的三维CAD模型检索.实验结果表明,该算法能够有效地实现对多种过渡特征类型的过滤,检索结果更符合实际工程需求.     

基于图的子装配识别与装配序列规划

本文基于图建立了装配模型,并提出了一种基于配合关联图的子装配识别和装配序列 规划方法．直接从配合关联图出发识别出围绕箱体、轴和螺纹联接等典型零件所形成的子装 配;对配合关联图进行了简化,完成了基于配合关联图的装配序列规划．     

基于面上下文码匹配的CAD模型检索方法

为弥补现有的基于图的形状描述应用图匹配或子图匹配实现CAD模型检索时,存在着检索效率低下或检索结果不够准确的缺陷,提出一种基于面上下文码匹配的CAD模型检索方法。提取CAD模型的B-rep信息生成面属性邻接图;依据面的上下文邻接关系,将模型面属性邻接图转化为上下文层状面属性邻接图,生成面上下文码;由检索模型与数据库模型的面上下文码匹配排除筛选不匹配的面,得到与检索模型相匹配的面。实验结果表明,该方法能够实现CAD模型的整体和局部检索,并且检索效率和精准程度能够满足实际需要。     

基于随机游走与最优匹配的装配体相似性分析

为了提高利用拓扑信息进行装配体检索的能力,提出一种基于随机游走和最优匹配的相似性分析方法.首先用图节点表示装配体中的零件,将装配体转化为属性连接图并进行简化;然后分析零件连接装配关系的紧密程度并构建转移概率矩阵,利用随机游走模型分析各零件的拓扑特征;最后依据拓扑和属性特征进行零件的两两相似性评价,建立对比装配体的二分图并用最优匹配获得装配体的整体相似性.实例验证了文中方法是正确和有效的.     

用户关注度相关的装配模型动态可视化

为了方便地展示复杂模型各零件之间的三维结构,并清楚地揭示出它们之间的层次装配约束关系,提出一个面向用户交互的装配模型浏览系统.通过构造层次有向拆卸图来保存各零件的拆卸顺序,并采用递归法创建其干涉矩阵和拆卸有向图;装配约束图中的各顶点均用相应零件的图像来表示,以便于用户直观地选择所关注零件.由于采用了focus+context的方式来生成装配约束图,用户所关注零件的局部邻域被自动调整到视图的中心,并且放大显示.另外还提出了一种基于用户关注度的零件颜色自动选取算法,通过鲜明的颜色对比进一步突出用户所关注的装配关系.实验结果证明,该系统有效地提高了用户交互以及装配效率.     

基于接触关系分析的装配序列规划

为了解决装配序列规划中的三维非正交装配方向自动选择问题,提出一种基于接触关系分析的装配序列规划方法.该方法根据装配几何模型自动提取零件间接触关系,由此确定模型中零件运动约束,根据该约束求解出每个零件的瞬时可行运动方向集;通过在可行方向上构建平移路径并作干涉检查,检测出当前可拆卸零件;重复上述过程,最终推导出装配序列分层图.最后通过实例验证了文中方法的正确性和有效性;实例结果表明,该方法在一定程度上可以提高装配序列规划的自动化程度.     

基于回转面归并的CAD模型局部检索算法

针对不同CAD系统对包含回转面的同一零件的B-rep模型表示存在拓扑和几何上的差异,导致基于图匹配的三维CAD模型局部检索不能有效检索局部结构这一问题,提出一种基于回转面归并的局部检索算法。首先从用户输入的局部结构和待匹配的CAD模型中识别出由两个半面组成的回转面,利用欧拉操作将两个半面归并成一个整面。然后分别建立局部结构和待匹配的CAD模型的属性邻接图,则局部检索问题被转换成子图同构问题。最后利用CAD模型的面特征将图顶点有效地细分,并根据已匹配顶点之间的邻接关系动态裁剪搜索空间,实现了快速的同构匹配。实验结果表明,该算法能消除不同CAD系统生成模型的拓扑异构,实现局部结构的准确匹配,并且检索的效率满足实际要求。     

产品装配体模型的空间结构相似性检索方法

针对因未考虑装配体空间结构而导致的检索结果不符合预期的问题,提出一种基于空间结构匹配的装配体模型检索方法.在运用空间特征点集表示装配体模型的基础上,提出了基于空间点集匹配方法的装配体相似度算法,综合零件属性相似度、零件空间位置相似度得到了装配体相似度.实验结果证明,该方法能够有效地实现产品装配体的相似性检索.     

基于复杂装配体特征抑制的轻量化方法

针对大型复杂三维模型加载速度慢,装配体在装配时由于零部件众多导致装配效 率低的问题,提出一种基于装配体特征抑制的轻量化方法。在充分分析装配体组织结构的基础 上,给出装配约束父子关系以及特征路径提取思路,以保留装配接口为前提,首先采用无关零 部件抑制、按体积抑制比抑制、微小特征抑制等方法,实现复杂装配体的轻量化表示;然后提 出特征恢复技术,实现轻量化模型的特征还原;最后以 Creo 2.0 为二次开发平台,结合 MFC 对话框技术开发出一套装配体轻量化系统,并应用于企业产品模型测试。实验结果表明,利用 该系统得到的轻量化模型简化效果明显,模型数据量大大减小,不仅加快了模型加载速度,而 且提高了装配效率。     

鱼群启发的三维CAD模型聚类与检索

为了提高三维CAD模型检索中模型的局部细节区别能力以及检索效率,提出一种鱼群启发的三维CAD模型聚类及检索方法.依据B-Rep形式CAD模型的属性邻接图以及图谱理论,采用一种融合空间邻接关系的词袋模式作为模型的特征描述子,用于模型聚类与检索中的特征描述及相似性计算;针对模型聚类问题,受鱼群运动模式启发,提出基于全局公告信息引导及模糊c均值修正的人工鱼群聚类算法,将模型库空间聚类划分为若干子空间;模型检索采取两层检索机制:首先通过隶属度函数将索引模型定位至相应搜索子空间,然后在较小的子空间内进行相似性比较.实验结果表明,该方法的特征描述子能较好地区别模型局部细节特征,模型库聚类效果较好,检索质量和效率均有明显提高,可有效地支持CAD模型的重用.     

虚拟装配环境支持下的产品可装配性评估

为了解决传统的产品可装配性评估研究需要结合实物模型或样机进行反复试验造成的评估周期长且成本高的问题,提出虚拟装配环境(VA)下的产品可装配性评估方法.从CAD模型及产品虚拟装配操作过程中分别得到产品装配中各零件的基本属性信息及主观属型信息,建立零件属性信息模型,通过Boothroyd-Dewhurst方法中的装配操作时间表计算得到产品装配效率,对产品可装配性进行评估.以减速箱产品装配为研究实例在虚拟环境下对产品可装配性进行了评估,验证了该方法的有效性和实用性.     

模型体结构可控装配方法

为在模型内部生成可控的多孔隙结构,提出一种针对三角网格模型的内部结构装配方法.首先对模型对象内部空间进行划分,确定目标装配区域;然后根据设计要求,采用隐函数表达的参数化结构作为模型单元填充装配区域,并通过优化局部区域的性能实现整体设计目标;最后从参数化表达的体结构模型中提取等势面,将其直接转化为三角网格体模型.实验结果表明:该方法能够构建密度、连通性和梯度可控的复杂结构,保证内部结构单元之间的平滑过渡,同时避免因大量布尔运算操作产生的错误.     

三维工序模型几何演变序列的相似性度量

针对传统的基于"相似零件结构有相似工艺"准则的知识检索方法造成知识重用粒度大等缺点,提出一种基于三维工序模型序列演变过程的工艺相似性度量方法.首先利用具有仿射不变性的一组物理特征量,即形状描述元,表达三维工序模型几何形状的特征值;然后通过比较形状描述元的差异获取三维工序模型序列中发生几何变化的体素;再由发生几何变化的体素构建相邻两道工序模型之间几何变化的属性邻接图,并利用属性邻接图所构成的序列表达工序模型几何演变过程;最后通过度量属性邻接图序列之间的相似性实现工艺相似性度量方法,实例结果表明,该方法是有效的.