一种基于装配可供性模型匹配装配资源的设计方法技术

本发明专利技术公开了基于装配可供性模型分析面向装配设计的方法，它包括确定面向装配设计方案，根据方案确定组成产品的零件和预期实现的功能；确定装配实体信息；构建装配可供性模型；装配实体关系分析；确定满足装配需求的资源及确定最优装配资源。本发明专利技术根据可供性和装配相关理论构建装配可供性模型，并对面向装配设计方法中的零件进行装配需求分析，利用装配需求可供性模型为零件匹配满足装配需求的装配资源，在此基础上利用装配附加可供性模型，分析装配实体关系对装配系统的影响，并在面向装配设计准则的约束下分析影响的好坏，选择积极影响的装配资源，剔除消极影响的装配资源，从而为零件匹配最佳的装配资源，直到生成满意的面向装配设计方案。

【技术实现步骤摘要】
一种基于装配可供性模型匹配装配资源的设计方法
本专利技术涉及产品面向装配设计
，具体为一种基于装配可供性模型匹配装配资源的设计方法。
技术介绍
面向装配设计(DesignforAssembly，DFA)的概念：在产品的设计阶段，提前考虑装配过程中可能存在的问题，从而使产品具有良好的可装配性，同时确保装配工序简单、装配效率高、装配质量高、装配不良率低和装配成本低等。良好的可装配性需要对装配实体分析，但是现有的面向装配设计对装配过程中装配实体之间的关系考虑不全面，如在齿轮和轴的装配过程中，大部分只考虑齿轮和轴的配合关系，而很少考虑装配过程中使用的工具，导致装配资源选择的随意性，因此很难得到最佳的装配资源。所以需要分析装配实体关系，其中实体之间的关系可以分为功能性关系和非功能性关系，功能性关系主要是改变装配过程中零件装配的状态，而非功能性关系主要有装配过程中产生的噪声、零件的干涉等。但是现阶段缺少分析装配实体关系的理论工具，所以本文引入新概念可供性，来表达装配过程中装配实体之间的功能和非功能关系，用积极可供性表达产品装配过程中存在的积极作用，用消极可供性概念来表达产品装配过程中存在的消极作用，并保留积极作用、剔除消极作用，为装配序列规划提供依据。现有的方法还存在一些问题：(1)装配实体关系分析不全面，(2)实体关系对装配系统的影响，(3)装配资源对装配实体的影响。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于装配可供性模型匹配装配资源的设计方法。所述的一种基于装配可供性模型匹配装配资源的设计方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：确定面向装配设计方案，根据方案确定组成产品的零件和预期实现的功能；步骤2：确定装配实体信息，具体为：步骤2.1：确定组成产品的零件信息，包括零件的形状、尺寸和重量信息；步骤2.2：确定实体类型，分为零部件实体和装配资源实体，零部件实体为组成产品的零件，装配资源实体为零件装配过程中使用的工具；步骤2.3：分析组成零件的层次关系，将产品分为多个子装配体，然后将子装配体分解为多个子装配体或零件，以此类推，直到分解为最底层的零件；步骤3：构建装配可供性模型，具体步骤为：步骤3.1：确定装配系统中的装配实体；步骤3.2：确定装配实体中的装配主体和客体；步骤3.3：确定装配实体之间的可供性；步骤3.4：构建四种装配可供性模型，分别为装配需求可供性模型，装配附加可供性模型，积极可供性模型和消极可供性模型。定义1装配需求可供性，是指四种装配可供性模型中的一种：在确定的装配需求的约束下，零部件实体与装配资源交互作用产生的满足装配需求的可供性；定义2装配附加可供性：零部件实体与装配资源交互作用产生多种类型的装配可供性，除了满足装配需求的可供性交互作用外，还会产生噪声、环保等其他的装配附加可供性交互作用；定义3积极可供性：零部件实体与装配资源交互作用对装配操作有促进作用；定义4消极可供性：零部件实体与装配资源交互作用对装配操作有不利的影响；步骤4：装配实体关系分析，具体为：步骤4.1：从组成产品的零件中任选两个零件；步骤4.2：对这两个零件从体积、重量、相邻零件数等方面进行对比分析；步骤4.3：其中体积大、重量重、与多个零件相邻的零件是主装配零件，体积小、重量轻、与较少零件相邻的零件是配合装配零件；定义5主、配合装配零件：对于相互靠近的两个零件，其中一个零件保持不动，固定于装配位置，另一个零件从存放区移动到待装配位置，故将固定在装配位置的零件命名为主装配零件，从存放区移动到装配位置的零件称为配合装配零件；。步骤5：确定满足装配需求的资源，具体为：步骤5.1：分析装配资源与装配零件之间的关系，在装配过中，装配资源与装配零件相互接触，并通过某种联接方式满足装配需求，两者间的联接方式有螺纹联接、刚性联接、弹性联接等。步骤5.2：确定符合零件尺寸的装配资源范围，在装配过程中，不同的装配零件必须使用与其尺寸形状相匹配的装配资源。步骤5.3：分析零件对外界提出的装配需求，零件为了改变自身的状态对外界提出装配需求，从零件的尺寸形状出发，结合零件状态的改变，分析零件对外界提出的装配需求具体种类。步骤5.4：基于装配需求可供性模型的装配资源求解，通过装配需求可供性模型从装配资源库中匹配满足上述三个条件的装配资源，可以得到一种或多种满足需求的装配资源。步骤6：确定最优装配资源，具体为：步骤6.1：对多个满足装配需求的装配资源进行可供性交互作用分析，装配需求可供性分析是将零件作为主体，装配资源作为客体，装配资源提供零件满足装配需求的可供性作用；而此时则相反，分析装配附加可供性时，需要将零件作为客体，装配资源作为主体，分析零件提供装配资源的可供性作用。步骤6.2：将可供性交互作用进行分类，一类是装配需求可供性，另一类是装配附加可供性，装配附加可供性存在多种类型，取其中对装配影响最大的可供性作用。步骤6.3：在面向装配设计准则约束下分析装配附加可供性类别。步骤6.4：如果装配附加可供性交互作用符合面向装配设计准则约束，则装配附加可供性是积极可供性，否则产生消极可供性。剔除产生消极装配附加可供性的装配资源，匹配产生积极装配附加可供性的装配资源。所述的一种基于装配可供性模型匹配装配资源的设计方法，其特征在于步骤5.1)中的联接方式包括螺纹联接、刚性联接或弹性联接。所述的一种基于装配可供性模型匹配装配资源的设计方法，其特征在于步骤6.1)中的可供性交互作用分析包括装配需求可供性分析和装配附加可供性分析；装配需求可供性分析是将零件作为主体，装配资源作为客体，装配资源提供零件满足装配需求的可供性作用；装配附加可供性分析是需要将零件作为客体，装配资源作为主体。通过分析不同零件与装配资源之间的关系，对面向装配设计方案不断地优化改进，直到生成满意的面向装配设计方案。通过采用上述设计方案,本专利技术具有以下优点:1.在产品面向装配设计阶段考虑零件与装配资源之间的关系；2.基于可供性构建装配可供性模型，并以此分析装配实体关系；3.从主、配合零件分析装配实体关系，将装配关系分为功能性关系和非功能性关系；4.利用积极交互作用和消极交互作用分析装配实体关系对装配系统的影响。附图说明图1是装配需求可供性模型图；图2是装配附加可供性模型图；图3是积极可供性模型图；图4是消极可供性模型图；图5是装配需求可供性分析流程图；图6是装配附加可供性分析流程图；图7是面向装配设计准则图；图8是轴和齿轮示意图；图9是轴和齿轮的装配需求可供性模型图；图10是轴和齿轮的装配附加可供性模型图；图11是轴和齿轮的装配结果可供性模型图；图12是主装配零件的装配资源图；图13是配合装配零件的装配资源图；图14是装配附加可供性的装配资源图。图中：1-轴、2-齿轮。具体实施方式下面结合说明书附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明:如图1-14所示，本专利技术的一种基于装配可供性模型匹配装配资源的设计方法，包括如下步骤：步骤1：确定面向装配设计方案，根据方案确定组成产品的零件和预期实现的功能；步骤2：确定装配实体信息，具体为：步骤2.1：确定组成产品的零件信息，包括零件的形状信息、尺寸信息和重量信息；步骤2.2：确定装配实体类型，所述装配实体类型分为零部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于装配可供性模型匹配装配资源的设计方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：确定面向装配设计方案，根据方案确定组成产品的零件和预期实现的功能；步骤2：确定装配实体信息，具体为：步骤2.1：确定组成产品的零件信息，包括零件的形状、尺寸和重量信息；步骤2.2：确定实体类型，分为零部件实体和装配资源实体，零部件实体为组成产品的零件，装配资源实体为零件装配过程是使用的工具；步骤2.3：分析组成零件的层次关系，将产品分为多个子装配体，然后将子装配体分解为多个子装配体或零件，以此类推，直到分解为最底层的零件；步骤3：构建装配可供性模型，具体步骤为：步骤3.1：确定装配系统中的装配实体；步骤3.2：确定装配实体中的装配主体和装配客体；步骤3.3：确定装配实体之间的装配可供性；步骤3.4：构建四种装配可供性模型，分别为装配需求可供性模型，装配附加可供性模型，积极可供性模型和消极可供性模型；步骤4：装配实体关系分析，具体为：步骤4.1：从组成产品的零件中任选两个零件；步骤4.2：对这两个零件从体积、重量、相邻零件数等方面进行对比分析；步骤4.3：其中体积大、重量重、与多个零件相邻的零件是主装配零件，体积小、重量轻、与较少零件相邻的零件是配合装配零件；步骤5：确定满足装配需求的资源，具体为：步骤5.1：分析装配资源与装配零件之间的关系，在装配过中，装配资源与装配零件相互接触，并通过相应联接方式满足装配需求；步骤5.2：确定符合零件尺寸的装配资源范围，在装配过程中，不同的装配零件必须使用与其尺寸形状相匹配的装配资源；步骤5.3：分析零件对外界提出的装配需求，零件为了改变自身的状态对外界提出装配需求，从零件的尺寸形状出发，结合零件状态的改变，分析零件对外界提出的装配需求具体种类；步骤5.4：基于装配需求可供性模型的装配资源求解，通过装配需求可供性模型从装配资源库中匹配满足上述三个条件的装配资源，得到一种或多种满足需求的装配资源；步骤6：确定最优装配资源，具体为：步骤6.1：对多个满足装配需求的装配资源进行可供性交互作用分析，分析零件提供装配资源的可供性作用；步骤6.2：将可供性交互作用进行分类，一类是装配需求可供性，另一类是装配附加可供性，装配附加可供性存在多种类型，取其中对装配影响最大的可供性作用；步骤6.3：在面向装配设计原则约束下分析装配附加可供性类别；步骤6.4：如果装配附加可供性交互作用符合面向装配设计原则约束，则装配附加可供性是积极可供性，否则产生消极可供性；剔除产生消极装配附加可供性的装配资源，匹配产生积极装配附加可供性的装配资源。...

【技术特征摘要】
1.一种基于装配可供性模型匹配装配资源的设计方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：确定面向装配设计方案，根据方案确定组成产品的零件和预期实现的功能；步骤2：确定装配实体信息，具体为：步骤2.1：确定组成产品的零件信息，包括零件的形状、尺寸和重量信息；步骤2.2：确定实体类型，分为零部件实体和装配资源实体，零部件实体为组成产品的零件，装配资源实体为零件装配过程是使用的工具；步骤2.3：分析组成零件的层次关系，将产品分为多个子装配体，然后将子装配体分解为多个子装配体或零件，以此类推，直到分解为最底层的零件；步骤3：构建装配可供性模型，具体步骤为：步骤3.1：确定装配系统中的装配实体；步骤3.2：确定装配实体中的装配主体和装配客体；步骤3.3：确定装配实体之间的装配可供性；步骤3.4：构建四种装配可供性模型，分别为装配需求可供性模型，装配附加可供性模型，积极可供性模型和消极可供性模型；步骤4：装配实体关系分析，具体为：步骤4.1：从组成产品的零件中任选两个零件；步骤4.2：对这两个零件从体积、重量、相邻零件数等方面进行对比分析；步骤4.3：其中体积大、重量重、与多个零件相邻的零件是主装配零件，体积小、重量轻、与较少零件相邻的零件是配合装配零件；步骤5：确定满足装配需求的资源，具体为：步骤5.1：分析装配资源与装配零件之间的关系，在装配过中，装配资源与装配零件相互接触，并通过相应联接方式满足装配需求；步骤5.2：确定符合零件尺寸的装配资源范围，在装配过程中，不同的装配零件必须使用与其尺寸形状相匹...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜少飞，孙涛，刘波，彭翔，李吉泉，景立挺，王建翔，邬天骥，徐小青，李登洪，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33