一种基于制造技术

本发明专利技术公开了一种基于

【技术实现步骤摘要】
一种基于CAD模型的零件装配序列规划方法及系统


[0001]本专利技术涉及零件装配序列规划
，更具体的说是涉及一种基于
CAD
模型的零件装配序列规划方法及系统
。

技术介绍

[0002]生产装配一直是离散制造业研究的关键课题，装配序列规划是产品设计和装配调度过程中重要的一步，对于降低装配成本和提高装配效率十分重要
。
但是，生成装配序列需要考虑由产品结构和装配工艺决定的很多约束；目前，采用人工识别的方式工作量大
、
效率低，并且容易出错，会导致后面生成不合理的装配序列，进而会导致产品装配时浪费时间
、
工作效率低，装配成本增加
。
[0003]因此，如何减少人工识别装配约束的工作量，提高装配约束获取的自动化程度和准确性，进行合理的装配序列规划，降低装配成本和提高装配效率，是本领域技术人员亟需解决的技术问题
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供至少解决上述部分技术问题的一种基于
CAD
模型的零件装配序列规划方法及系统，有助于减少人工识别的工作量，提高了装配自动化程度和准确性，便于获取到最佳零件装配序列，有利于降低装配成本和提高装配效率
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种基于
CAD
模型的零件装配序列规划方法，该方法包括以下步骤：
[0007]S1、<br/>通过
CAD
模型识别读取装配体的零件信息，并对装配体的零件进行编号；
[0008]S2、
重复调用
CAD
模型提供的间隙计算函数和干涉检查函数，获得装配体的零件支撑信息
、
零件接触信息和零件干涉信息，并分别表达成零件支撑矩阵
、
零件接触矩阵和零件干涉矩阵；
[0009]S3、
根据装配体的零件信息将零件划分为功能件集合和紧固件集合；
[0010]S4、
根据所述零件支撑矩阵和零件接触矩阵去除紧固件信息，获得功能件支撑矩阵和功能件接触矩阵；根据所述零件接触矩阵和零件干涉矩阵获得功能件紧固件优先矩阵，并根据所述零件干涉矩阵和所述功能件紧固件优先矩阵获得功能件优先矩阵；
[0011]S5、
结合影响零件装配成本和效率的因素，基于所述功能件优先矩阵计算出功能件最优装配序列，并基于所述功能件紧固件优先矩阵计算出完整的零件最优装配序列
。
[0012]进一步地，所述步骤
S1
中，所述装配体包括子装配体和多个零件，不考虑子装配体内部的零件装配顺序时，将子装配体作为一个单独的零件；将互锁的多个零件作为一个子装配体
。
[0013]进一步地，所述步骤
S2
中，所述零件支撑矩阵表示为：
[0014][0015]其中，
PSM
表示零件支撑矩阵，
m
表示装配体的紧固件数量，
n
表示装配体的功能件数量；
i
，
j∈[1
，
m+n]；
a
ij
表示装配体中沿重力方向零件
P
i
是否受到零件
P
j
的支撑，有支撑关系时，
a
ij
＝1；否则
a
ij
＝0；
[0016]所述零件接触矩阵表示为：
[0017][0018]其中，
PCM
表示零件接触矩阵，
i
，
j∈[1
，
m+n]；
b
ij
表示装配体中零件
P
i
与零件
P
j
是否接触；有接触关系时，
b
ij
＝1；否则
b
ij
＝0；
[0019]装配体中的每个零件沿装配体坐标系6个轴向方向
‑
X
，
+X
，
‑
Y
，
+Y
，
‑
Z
，
+Z
中的一个方向进行装配，沿方向
k
的零件干涉矩阵表示为：
[0020][0021]其中，
PIM
表示零件干涉矩阵，
i
，
j∈[1
，
m+n]；
k
＝0，1，2，3，4，5分别表示
‑
X
，
+X
，
‑
Y
，
+Y
，
‑
Z
，
+Z
六个坐标轴方向；
c
ij,k
表示零件
P
i
从装配体中的自身位置出发沿方向
k
移动到装配体外时是否受到零件
P
j
的干涉，存在干涉时，
c
ij,k
＝1；否则
c
ij,k
＝
0。
[0022]进一步地，所述步骤
S3
中，所述功能件包括装配体中除紧固件以外的其他零件，所述紧固件包括螺纹紧固件和平行键；其中，螺纹紧固件的装配规则为先装配被紧固的多个功能件，再装配螺纹紧固件；平行键的装配规则是先装配一个功能件，然后装配平行键，再装配另一个功能件
。
[0023]进一步地，所述步骤
S4
中，所述功能件支撑矩阵表示为：
[0024][0025]其中，
CSM
表示功能件支撑矩阵，
i
，
j∈[1
，
n]；
d
ij
表示装配体中沿重力方向功能件
C
i
是否受到功能件
C
j
的支撑，有支撑关系时，
d
ij
＝1；如果
C
i
在重力作用下被
C
j
稳定支撑，
d
ij
＝2，否则
d
ij
＝0；
[0026]所述功能件接触矩阵表示为：
[0027][0028]其中，
CCM
表示功能件接触矩阵，
i
，
j∈[1
，
n]；
e
ij
表示装配体中功能件
C
i
是否与功能件
C
j
接触，有接触关系时，
e
ij
＝1；否则
e
ij
＝0；
[0029]所述功能件紧固件优先矩阵表示为：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于
CAD
模型的零件装配序列规划方法，其特征在于，该方法包括：
S1、
通过
CAD
模型识别读取装配体的零件信息，并对装配体的零件进行编号；
S2、
重复调用
CAD
模型提供的间隙计算函数和干涉检查函数，获得装配体的零件支撑信息
、
零件接触信息和零件干涉信息，并分别表达成零件支撑矩阵
、
零件接触矩阵和零件干涉矩阵；
S3、
根据装配体的零件信息将零件划分为功能件集合和紧固件集合；
S4、
根据所述零件支撑矩阵和零件接触矩阵去除紧固件信息，获得功能件支撑矩阵和功能件接触矩阵；根据所述零件接触矩阵和零件干涉矩阵获得功能件紧固件优先矩阵，并根据所述零件干涉矩阵和所述功能件紧固件优先矩阵获得功能件优先矩阵；
S5、
结合影响零件装配成本和效率的因素，基于所述功能件优先矩阵计算出功能件最优装配序列，并基于所述功能件紧固件优先矩阵计算出完整的零件最优装配序列
。2.
根据权利要求1所述的一种基于
CAD
模型的零件装配序列规划方法，其特征在于，所述步骤
S1
中，所述装配体包括子装配体和多个零件，不考虑子装配体内部的零件装配顺序时，将子装配体作为一个单独的零件；将互锁的多个零件作为一个子装配体
。3.
根据权利要求1所述的一种基于
CAD
模型的零件装配序列规划方法，其特征在于，所述步骤
S2
中，所述零件支撑矩阵表示为：其中，
PSM
表示零件支撑矩阵，
m
表示装配体的紧固件数量，
n
表示装配体的功能件数量，
i
，
j∈[1
，
m+n]
；
a
ij
表示装配体中沿重力方向零件
P
i
是否受到零件
P
j
的支撑，有支撑关系时，
a
ij
＝1；否则
a
ij
＝0；所述零件接触矩阵表示为：其中，
PCM
表示零件接触矩阵，
m
表示装配体的紧固件数量，
n
表示装配体的功能件数量，
i
，
j∈[1
，
m+n]
；
b
ij
表示装配体中零件
P
i
与零件
P
j
是否接触；有接触关系时，
b
ij
＝1；否则
b
ij
＝0；装配体中的每个零件沿装配体坐标系6个轴向方向
‑
X
，
+X
，
‑
Y
，
+Y
，
‑
Z
，
+Z
中的一个方向进行装配，沿方向
k
的零件干涉矩阵表示为：
其中，
PIM
表示零件干涉矩阵，
m
表示装配体的紧固件数量，
n
表示装配体的功能件数量，
i
，
j∈[1
，
m+n]
；
k
＝0，1，2，3，4，5分别表示
‑
X
，
+X
，
‑
Y
，
+Y
，
‑
Z
，
+Z
六个坐标轴方向；
c
ij,k
表示零件
P
i
从装配体中的自身位置出发沿方向
k
移动到装配体外时是否受到零件
P
j
的干涉，存在干涉时，
c
ij,k
＝1；否则
c
ij,k
＝
0。4.
根据权利要求1所述的一种基于
CAD
模型的零件装配序列规划方法，其特征在于，所述步骤
S3
中，所述功能件包括装配体中除紧固件以外的其他零件，所述紧固件包括螺纹紧固件和平行键；其中，螺纹紧固件的装配规则为先装配被紧固的多个功能件，再装配螺纹紧固件；平行键的装配规则是先装配一个功能件，然后装配平行键，再装配另一个功能件
。5.
根据权利要求3所述的一种基于
CAD
模型的零件装配序列规划方法，其特征在于，所述步骤
S4
中，所述功能件支撑矩阵表示为：其中，
CSM
表示功能件支撑矩阵，
n

【专利技术属性】
技术研发人员：王永，郭小江，冀佳奇，李新凯，田德，唐巍，郑文发，谢伟华，赵剑剑，胡皓，宋鹏旭，张涛，王呈呈，
申请(专利权)人：华能如东八仙角海上风力发电有限责任公司中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司华能集团技术创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：