基于拆卸和拆卸约束矩阵的装配序列规划.pdf

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1、虚拟制造技术现代制造工程(ModemManufactu曲gEngineering)2014年第1期基于拆卸和拆卸约束矩阵的装配序列规划吕风县，张桂香，张庆洪(湖南大学机械与运载工程学院，长沙410082)摘要：针对虚拟装配中装配序列规划问题，构建了基于拆卸法的装配序列求解方法。引入了拆卸操作和拆卸约束矩阵，提出了以无序树作为拆卸操作的数据存储结构，并给出装配序列求解的具体算法，建立了装配序列的评价模型，并通过案例验证了算法的可行性。关键词：装配序列规划；拆卸操作；拆卸约束矩阵；无序树；评价模型中图分

2、类号：m91．7文献标志码：A文章编号：1671_3133(2014)01—002l珈5The嬲semblyseque眦eplanllingb嬲edonms嬲se脚IblyaIlddisassemblvcoI塔traintmatrixLnFen黔iaIl，zhaIlgGuixiaIlg，zhangQing}Iong(CoⅡegeofMech肌ical卸dVehicleEn舀neering，HunallUnive瑙畸，Ch肌gsha410082，China)Abstnct：AccordiIIgtoAs

3、semblysequencePlanning(AsP)invinualassembly，usedthedis硒semblyideolo百caltofindtlle硝一semblysequence．Establishedtllemodelb鹊edondis鸽semblyc伽strainrelationanddefinedtlledis鹊seIIll)ly叩emtion肌ddis艄一semblycons俩mm撕x．ItalsoputfbrwaId锄unorderedⅡee鹊dis鹊sembly叩e瑚五∞

4、datastomgestmcture蛐dpresentedafea_sibledis器semblysequenceextmctionInethod．ItestablishedtIle嬲semblysequenceeval啪ti叩model．Itv耐fiestllefe鹪ibilityoftllealgorithmtllrou曲ac鹊e．1【eywoHb：踞selllblysequenceplanning；disassembly叩eration；disassemblyconstraintmatrix；

5、u肿rderedtree；evaluationmodelO引言基于虚拟现实的产品虚拟装配技术在新产品开发、产品维护以及操作培训方面具有独特的优势。虚拟装配是虚拟制造的重要组成部分，利用虚拟装配可以验证装配设计和操作的正确与否，以便及早地发现装配中的问题，对模型进行修改，并通过可视化来显示装配过程。自动化、数字化是现代产品制造的发展方向，虚拟装配是产品数字化定义中的一个重要环节。虚拟装配的一个重要研究内容就是装配序列规划(Assem—blysequencePl锄ning，AsP)，装配序列规划借助装配

6、信息模型，并依据某种推理方法为目标产品求解出一条或多条装配序列，再通过一定的评价模型求解符合条件的、可行的最优装配序列。目前产品的装配信息模型的建立方法主要是从零件的几何特征、约束信息人手。装配序列推理方法主要有：基于分层有向图的装配顺序规划方法【1]、基于图论和启发式搜索的装配序列规划方法旧J、基于有向约束图的装配序列并行化方法∞1和装配序列生成的有序二叉决策图技术HJ。由于这些方法主要基于装配思想和图搜索技术，并且过于依赖计算机的自动推理能力，当装配体有较多零件时，装配信息模型比较复杂，不利于装

7、配序列的高效求解。基于上述问题，本文借助拆卸的思想来求解装配序列，并建立拆卸约束矩阵来描述拆卸过程中零件及零件问的约束关系，利用矩阵搜索的方法求解拆卸序列，从拆卸序列逆序得到装配序列”J，最后以装配复杂度为评价标准建立装配序列评价模型。1拆卸关系建模1．1零件的拆卸约束约束是零／部件之间空间制约关系及其相关性的反应。若装配体中零件i对零件J在某一方向的拆卸形成空间制约关系，则称零件i对零件歹存在拆卸约束。现代CAD装配模块从易于操作的角度给出了多212014年第1期现代制造工程(ModemManuf

8、acturingEn舀neering)种配合定位方式，大体可以概括为以下几个类型：1)面贴合；2)面对齐；3)孔、轴配合。面贴合与面对齐的配合定位方式只限定了零件在某一个方向上的移动；而具有孔、轴配合定位方式的零件只能沿轴线方向移动‘61。为提高拆卸序列求解的效率，可以认定拆卸运动总是沿直线方向进行的。将装配结构中涉及螺纹连接的拆卸运动简化为平动，不考虑其旋转运动。1．2拆卸操作与拆卸约束矩阵。列在装配过程中指定一个装配基础件，绝大部分零件都是以基础件为基准进行装配，