虚拟环境下平面连杆机构运动仿真实现技术研究

在虚拟环境下结合虚拟装配技术实现机构的运动仿真是产品装配仿真的一个重要环节,在虚拟环境下完成产品的装配仿真后对其进行运动仿真可以为机构性能分析提供有效的参考数据,进而分析装配的合理性,提高装配质量.因此结合国内外机构运动仿真发展的现状,首先给出了在虚拟环境下基于虚拟装配技术实现机构运动仿真的基本思想和整体框架,通过具体实例提出利用几何法进行机构的运动仿真分析,及将对机构的运动规律分析转化为对基本单元的运动规律分析.同时提出了运动副的自动生成、运动机构的自动搜索及机构的识别等核心算法,有效地减少在虚拟环境下完成装配仿真后机构运动仿真前处理的工作量,提高了机构运动仿真的智能化程度.最后结合自主开发的原型系统虚拟装配工艺规划软件VAPP对相关算法进行了实现,并进行了实例验证.     

特征关系与工艺决策

从并行工程的原理出发,提出了一个基于特征的并行 CAPP 系统.在特征建模的基础上,系统能够推理特征之间的关系,产生零件的特征向量图;利用加工知识库,通过动态规则匹配,系统可以确定特征的加工方法、加工参数及其加工顺序;通过优化确定最佳的工艺计划.     

面向制造环境的并行公差分析

研究了并行设计环境下的公差分析以改善传统公差分析效率低且易出错的现状 ,获得了优化的公差 .所用分析方法充分利用制造环境知识 ,把贝塔分布应用于公差设计 .贝塔分布的选用使分析结果能充分反映实际资源状况 .并行公差设计是面向制造环境的设计过程 ,更加关注影响和约束设计结果的许多因素 ,包括加工工艺、设备能力和制造经济性等 ,使得面向制造环境的公差设计有更好的柔性 ,其设计结果更加实用、有效     

并行工程中的集成装配结构设计

以微波产品的装配结构设计为例描述面向并行工程的装配结构设计系统 ,该系统读取由产品数据管理 (PDM)传过来的上游设计部门的设计要求 ,以基于实例的方法产生装配方案 ,同时将设计要求分配到各个组成零部件中 ,在设计约束下对零部件进行详细设计 ,并将最终的设计结果按照不同部门的需要 ,通过PDM系统分别向上反馈 ,向下传递 ,从而实现信息的集成与共享 ,达到实现并行设计的目的 .     

面向复杂产品装配过程的可视化生产调度技术

为解决复杂产品装配过程中出现的装配计划不合理、动态调度困难、过程监控和信息管理手段缺乏等问题,提出面向复杂产品装配过程的可视化生产调度技术.分析了复杂产品装配过程的特点,提出了基于工作流的装配过程可视化建模方法,并在此基础上建立了复杂产品装配调度模型.针对装配计划排产问题,提出了基于启发式调度规则的装配调度算法;针对装配过程中的扰动事件,提出了面向生产扰动的动态调度算法.提出了面向装配过程的可视化调度及信息管理方法,实现了装配过程的可视化监控、动态调度以及调度信息的组织与管理.通过实例验证了所提方法和技术的有效性.     

工时不确定条件下的车间作业调度技术

为解决工时偏差快速调整、多种调整要求综合协调的问题,提出了面向多品种、变批量生产模式的工时不确定条件下的车间作业动态调度技术。通过分析工时不确定条件下车间作业调度方案制定的不确定性、执行过程的动态性、变更影响的关联性以及响应的实时性内涵,提出了解决工时不确定下调度问题的缓解、隔离和快速响应相结合的处理策略;在对工序移动、变换顺序、调整设备和重调度处理流程综合分析的基础上,建立了统一的模块化作业调度方案动态调整流程;基于调度方案数据结构的建模,提出了受影响工序遍历及其关联树构建算法;提出了工时偏差容忍度的概念,实现了对调度问题影响范围的有效缓冲;提出了工时扰动偏差驱动下的前后移动调整、顺序调整、设备更换调整和重调度调整等动态调度算法,解决了作业计划与执行现场同步的问题。最后,通过实例分析说明了该技术的有效性。     

一种基于工程规则的管路自动布局与综合优化技术

针对复杂产品中管路布局耗时长,返工率高的问题,提出一种基于工程规则的管路自动布局与综合优化方法。该方法采用运动规划算法对管路系统进行自动布局,在此基础之上通过模拟退火算法对管路布局方案进行优化。在布局完成后,综合考虑管路的可加工性,结构特性,强度特性等工程约束,采用一种基于一阶谓词的知识建模方法建立了管路布局知识库,在此基础上提出一种基于ASP推理机的管路系统自动评价技术,实现了管路布局的综合评价,并将评价结果反馈给设计人员进行布局方案的优化。以航空发动机液压管路系统为例进行了应用验证,证明了该方法的正确性。     

薄壁管纯弯曲塑性成形分析及回弹计算

回弹是薄壁管数控弯曲常见的质量缺陷。文章基于薄壁管弯曲变形微体受力分析,建立了薄壁管圆周方向上力的平衡微分方程和切向应力在薄壁管横截面上的分布函数。由此可确定中性层的位置,求出外加弯矩,并用虚功原理解得回弹角度。论文针对不同几何参数的薄壁管进行了数控弯曲实验,分析了弯曲角度和相对弯曲半径对回弹角度的影响规律,并验证了理论计算结果与实验结果基本相符。利用该文介绍的计算方法可在实际弯曲之前计算出回弹补偿量,以提高管件弯曲成形精度。     

基于虚拟现实的装配工艺规划研究

对虚拟现实(Virtual reality, VR)环境下的产品装配规划进行了研究,分析了系统的功能结构,建立了系统的面向对象的UML(Unified modeling language,统一建模语言)模型,给出了虚拟环境下装配约束关系的识别方法,实现了零部件基于约束的三维空间运动,建立了原型系统,为虚拟环境下的装配工艺规划奠定了基础。     

基于生产线仿真的工艺规划研究

为了满足工艺规划同后续生产环节更为紧密集成的要求,在对生产线进行分析的基础上提出了虚拟生产线集成仿真平台的思想,通过工艺与生产线的并行规划来获得优化的工艺。详细说明了集成仿真平台中的工艺规划结构和工时定额规划的方法,最终通过实例表明了生产线仿真对工艺规划的辅助作用。