【技术实现步骤摘要】
一种装配过程的仿真方法、装置及仿真设备
本专利技术涉及装配
，特别涉及一种装配过程的仿真方法、装置及仿真设备。
技术介绍
复杂机电产品中不仅包含刚性零件，而且含有大量的柔性线缆，随着其中各类光纤和电缆所占比重的增加，有时线缆装配所消耗的人力、时间和成本已经超过了刚性零件。同时线缆的可靠装配对最终产品的装配质量和精度具有重要影响。但是，传统的线缆装配工艺设计，主要需在物理样机上反复试装以制定其装配工艺，存在着设计周期长、成本高等问题。计算机仿真和虚拟现实技术的发展，使得产品的装配过程能够通过数字样机进行仿真，从而在设计阶段对其可装配性进行验证，提前发现并解决可能出现的问题，有效缩短了产品研制周期、降低了研制成本。但是，目前工程中的虚拟装配仿真大多主要考虑刚性零件，对于含有大量线缆的复杂机电产品刚柔混合装配过程，无法准确实现验证。同时，现有的商业化软件，如CATIA、Creo等虽然提供了虚拟布线功能，但一般不涉及线缆装配过程仿真，同时其建立的线缆模型主要包含线缆的几何和拓扑信息，缺乏支撑线缆装配过程中线缆变形等物理属性。因此，考虑柔性线缆的刚柔混合装配过程仿真技...
【技术保护点】
1.一种装配过程的仿真方法，其特征在于，包括：建立用于对线缆进行数字化表达的线缆信息模型和用于计算线缆位姿的线缆物性模型；接收用户输入的装配操作的操作约束；根据所述操作约束和所述线缆物性模型，获得所述线缆进行装配操作后的位姿；根据进行装配操作后的位姿，对所述线缆信息模型进行更新，并根据更新后的所述线缆信息模型对所述线缆进行碰撞检测，输出检测结果。
【技术特征摘要】
1.一种装配过程的仿真方法，其特征在于，包括：建立用于对线缆进行数字化表达的线缆信息模型和用于计算线缆位姿的线缆物性模型；接收用户输入的装配操作的操作约束；根据所述操作约束和所述线缆物性模型，获得所述线缆进行装配操作后的位姿；根据进行装配操作后的位姿，对所述线缆信息模型进行更新，并根据更新后的所述线缆信息模型对所述线缆进行碰撞检测，输出检测结果。2.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，所述操作约束包括对刚性零件的装配操作约束和对线缆的装配操作约束；所述方法还包括：建立用于记录装配过程的装配过程模型；根据所述装配过程模型和对刚性零件的装配操作约束，获得刚性零件进行装配操作后的位姿；通过所述装配过程模型，对装配操作的操作约束、线缆进行装配操作后的位姿和刚性零件进行装配操作后的位姿进行记录。3.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，建立用于对线缆进行数字化表达的线缆信息模型的步骤包括：通过广度优先搜索算法对线缆上的每一线缆段进行处理，生成每一线缆段上的分支点、操作约束和亚线缆段信息；根据每一线缆段上的分支点、操作约束和亚线缆段信息，生成用于对线缆进行数字化表达的线缆信息模型。4.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，建立用于计算线缆位姿的线缆物性模型的步骤包括：建立基本坐标系；根据所述基本坐标系，获得线缆的外形；通过线缆的轴向拉压矢量描述线缆的轴向拉压变形，并通过线缆的弯扭度描述线缆弯曲和扭转变形的剧烈程度；根据所述线缆的外形、所述线缆的轴向拉压矢量和所述线缆的弯扭度，通过能量最小化法对线缆的平衡状态进行建模，获得线缆存在等式约束情况下的静平衡状态；通过将线缆存在等式约束情况下的静平衡状态中的等式约束转换为罚函数，建立用于计算线缆位姿的线缆物性模型。5.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，所述方法还包括：建立碰撞检测模型，所述碰撞检测模型包括：以线缆的两端点的连线为轴线的第一圆柱体包围盒的第一层碰撞模型、在所述第一层碰撞模型的内部由多个球形包围盒沿线缆依次串接组成的第二层碰撞模型和在所述第二层碰撞模型的内部由多个第二圆柱体包围盒沿线缆依次串接组成的第三层碰撞模型；对所述线缆进行碰撞检测，输出检测结果的步骤包括：当刚性零件的位姿发生变化时，执行第一检测操作，获得第一检测结果；当线缆的位姿发生变化时，执行第一检测操作和第二检测操作，获得第二检测结果；其中所述第一检测操作包括：检测所述第一层碰撞模型是否发生碰撞，若所述第一层碰撞模型未发生碰撞，则输出未发生碰撞的检测结果，否则检测所述第二层碰...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘检华，刘少丽，杨啸东，赵瑛峰，丁晓宇，夏焕雄，吕乃静，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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