基于动态变迁图的卫星总装规划建模技术研究

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1、数字化设计吣lu。。吲GN基于动态变迁图的卫星总装规划建模技术研究AssemblyProcessModelingBasedonDynamicTransitionGraphforSatellite西北工业大学机电学院孙刚余剑峰李原【摘要】不同于一般机械产品装配的流程，卫星总装的过程是“拆”“装”操作相结合的，为了解决这一类特殊的非线性装配顺序规划问题，提出了一种基于动态变迁图的装配规划模型j该模型在静态有向连接图的基础上，通过逐层分析和验证可能的状态以动态变迁图为核心构建装配任务过程树，从而支持卫星所有几何可行的流程序列表达和装配

2、场景再现。最后通过某型卫星舱段总装验证了该建模方法的有效性，关键词：装配建模流程规划动态变迁图割集【ABSTRACTlThefinalassemblyprocessofsatel-IResisquitedifferentfromtheoneofothermechanicalproducts，whichinvolvesthedisassembly-reassemblyprocessofthesemi-finishedmodules，Thiskindofnon—linearassemblysequenceplanningcannot

3、besolvedbythewidelyusedcut-settheorylimitedtolinearproblems，thusanapproachcalledDynamicTransitionGraph(DTG)isproposedonthebasisofanalyzingandverifyingpossibleassemblystateshierarchicallythroughmatrixoperations．Assemblytaskprocessmulti·-waytreecombinedwithstat·-icliai

4、songraphandDTGimpliesallthegeometricfeasibleassemblysequencesforthefinalassemblyofsatellite．Finally,theeffectivenessofthismethodisverifiedbyanexample．Keywords：AssemblymodelingProcessplanningDynamictransitiongraphCut—set现代卫星品种多、批量小、装配精度要求高、所需装配资源类型多、装配质量难以预测，工艺设计与现场实施

5、过程反复迭代，因此，展开装配技术的研究具有重要的理论意义和实用价值。卫星在进行总装时所拿到的是经过一定部装后的半成品卫星，对已经初步装配过的半成品进行总装相当于在原有基础上进行二次装配，在总装过程中会遇到对各个舱段外板的拆卸和再安装、精密仪器的反复试装、关键工艺的模装等一系列的特殊装配工艺，相应的装配序列规划有别于一般产品，而良好的卫星信息建模是有效进行装配工艺的基础，从装配模型中提取出生成工艺设计所需要的信息以满足各种装30航空制造技术·2014年第22期配约束⋯。许多学者对卫星装配T艺设计进行过大量研究。北京卫星环境1二程研

6、究所熊涛等【2I通过推行工艺数字样机技术，构建卫星工艺数字样机并建成数字总装信息平台，实现了卫星总装工艺全过程的数字化。华中科技大学Gao等pl提出基于约束空间转换的虚拟装配建模方法，将装配过程看成是零件从自由空间到约束空间的转换，采用几何约束识别方法建立产品的装配模型，并通过几何约束管理实现零件在虚拟环境中的精确运动。哈尔滨工业大学的夏平均pI以虚拟装配软件DivisionMockup为平台，将虚拟装配技术运用到卫星装配工艺规划中，以总体设计部门提供的卫星产品模型为基础，建立一个高度逼真的多模式(视觉、听觉、触觉等)虚拟装配工

7、艺规划环境。卫星的总装工艺结构主要分为：流程层、组册层、路线层

8、5】。其中流程层为工艺结构的中间层，如果把若干个功能用途相近的流程节点分装成册则对应组册层的一个节点，若对某个流程层的节点进一步细分，则形成一条以工序(或工步)为基本单元的T艺路线，即工艺结构中的路线层，由此可以看出总装工艺结构中，流程层的划分对整个卫星总装起到承上启下的作用。本文提出了一种面向流程层规划的动态建模方法，模型由描述卫星工艺信息的静态连接图和反映卫星装配过程的动态变迁图构成。1面向工艺流程层的动态规划模型面向工艺流程层的动态规划模型由静态连接图和动态变

9、迁图构成，从初始状态逐层分析装配过程中可能出现的状态，并对可能出现的状态集进行可行性验证，最终获得以多叉树为表达形式的装配任务过程树。模型的主要结构如图1所示。1．1静态连接图静态连接图主要由装配单元和装配关系2部分构成。运用有向图G=(V，E)来表示装配单元之