一种使用BP算法对发动机虚拟装配时间进行评价的方法技术

本发明专利技术公开了一种使用BP算法对发动机虚拟装配时间进行评价的方法，该使用BP算法对发动机虚拟装配时间进行评价的方法包括以下步骤：使用CATIA建立发动机的模型；将虚拟环境下人机交互方式和自动推理方式相结合，实现装配约束矩阵的生成；基于CATIA/DELMIA的仿真试拆卸的装配路径规划，建虚拟装配工作环境和创建虚拟装配动作过程；测量装配路径并计算装配时间；建立装配时间评价模型并对装配时间进行评价。本发明专利技术对于面向装配的设计、产品自动化装配、CIMS环境下并行设计、并行工程的支持工具都具有深刻的意义，对产品进行可装配性评价技术的研究具有重要的研究价值。

【技术实现步骤摘要】
一种使用BP算法对发动机虚拟装配时间进行评价的方法
本专利技术属于可装配性研究领域，尤其涉及一种使用BP算法对发动机虚拟装配时间进行评价的方法。
技术介绍
可装配性评价技术研究是面向装配的设计(DFA)中的重要组成部分。产品的可装配性是指对产品装配难易程度的一种衡量，它与产品的结构、装配资源和装配方法相关。产品的可装配性评价注重在设计的初期阶段就应考虑产品的装配环节及其他方面因素的影响，在满足产品各种性能的条件下对产品的装配结构进行改进，从利于产品装配的方面开始对产品设计进行评价，并根据评价结果通过之后再改进设计方案，使设计出来的产品不但可以快速、高效地装配，而且尽可能地降低装配成本和产品总成本。通过对产品可装配性的评价，设计人员可以随时发现设计中存在的各种问题，从而改进产品设计和装配性能、提高质量、减少产品装配时间、降低成本，因此对产品的可装配性评价技术的研究具有重要的经济效益。同时，面向装配的设计对产品自动化装配、CMS环境下并行设计、并行工程的支持工具，都具有深刻的意义，因此对产品进行可装配性评价技术的研究具有重要的研究价值。目前该项技术在国内的发展受到了阻碍，之所以造成这种情况是由于不规范的商业体系，国外对国内进行技术信息封锁，目前国内面向装配的设计软件很缺乏，对软件的应用和开发和国外相比还存在很大差距，暂时没有充分的理论来支撑装配设计原则以及设计稳定性，并且相关从事人员也很稀少，因此，可装配性评价技术在理论发展和工程实践运用上都迫切需要研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种使用BP算法对发动机虚拟装配时间进行评价的方法，旨在为可装配性评价技术在理论发展和工程实践运用上提供一种理论参考。本专利技术是这样实现的，一种使用BP算法对发动机虚拟装配时间进行评价的方法包括使用CATIA建立发动机的模型；将虚拟环境下人机交互方式和自动推理方式相结合，实现装配约束矩阵的生成；基于CATIA/DELMIA的仿真试拆卸的装配路径规划，建虚拟装配工作环境和创建虚拟装配动作过程；测量装配路径并计算装配时间；建立装配时间评价模型并对装配时间进行评价.具体步骤如下: 步骤一、使用CATIA建立发动机的模型，选择一级装配体进行模拟装配。建立以下15个部件的模型:(飞轮、曲轴、气缸、活塞、活塞扣、进气阀、出气阀、齿轮、气缸帽、点火器、气缸盖、油箱、空气过滤器、飞轮盖、消音器。步骤二、将虚拟环境下人机交互方式和自动推理方式相结合，实现装配约束矩阵的生成。步骤三、基于CATIA/DELMIA的仿真试拆卸的装配路径规划，建虚拟装配工作环境和创建虚拟装配动作过程。步骤四、测量装配路径并计算装配时间。测量出装配路径的长度，然后除以0.5 /ms的平均移动速度，得出每个零件的装配时间。步骤五、建立装配时间评价模型并对装配时间进行评价。进一步，步骤二中所述的约束矩阵的空间描述如下:(I)自由干涉矩阵的生成首先先选定(土X，土y, 土z)轴的方向，方向的选取必须覆盖所有的拆卸方向。如果cij=l，则表示零件i沿该方向拆卸受到零件j的阻碍。若cij=0,则表示零件i沿该方向拆卸不会受到零件j的阻碍，得到六个自由矩阵。(2)集成干涉矩阵基于试拆法将步骤一中的六个自由干涉矩阵合并为一个集成干涉矩阵。(3)拆卸序列的手动规划集成干涉矩阵的拆卸序列的手动规划，然后将序列翻转，得出装配序列。进一步，步骤五首先需要根据实验数据得出网络的拓扑结构，对网络经初始化后，使用函数Trainrp对神经网络进行449次训练后，使得网络误差平方达到了误差目标goal=0.00001的水平。此时网络模·型的前期训练已经结束，基于BP神经网络对装配时间的评价模型已经建成。只需输入评价样本的被标准化后的指标数据样本，就可得到评价数据。样本的标准化由于装配时间与装配体质量都是值越小评价越好。所以对装配时间进行标准化如下:Ti=1- (X1-Xmin) / (Xmax- Xmin)Ti为标准化目标值；Xi为第i个样本值；xmin为能取到的第i个最小值；xmax为能取到的第i个最大值；对装配件质量进行标准化进行标准化如下:Mi = 1-Hli/!!!总 X 10Mi为标准化目标值，IHi为第i个样本值,为装配体总质量。对两个样本进行合并标准化，将标准化后的矩阵转化成数列作为输入矢量，得出评价结果。效果汇总本专利技术的使用BP算法对发动机虚拟装配时间进行评价的方法，使用CATIA建模，然后进行ELMIA装配序列规划和DELMIA装配序列规划，计算装配时间并进行最终的BP评价。对于面向装配的设计对产品自动化装配、CIMS环境下并行设计通道、并行工程的支持工具、都具有着深刻的意义，对产品进行可装配性评价技术的研究具有重要的研究价值。【附图说明】图1是本专利技术实施例提供的使用BP算法对发动机虚拟装配时间进行评价的流程图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1示出了本专利技术的使用BP算法对发动机虚拟装配时间进行评价的流程，如图所示，本专利技术是这样实现的，一种使用BP算法对发动机虚拟装配时间进行评价的方法包括 5101:使用CATIA建立发动机的模型； 5102:将虚拟环境下人机交互方式和自动推理方式相结合，实现装配约束矩阵的生成； 5103:基于CATIA/DELMIA的仿真试拆卸的装配路径规划，建虚拟装配工作环境和创建虚拟装配动作过程； 5104:测量装配路径并计算装配时间； 5105:建立装配时间评价模型并对装配时间进行评价； 具体步骤如下: 步骤一、使用CATIA建立发动机的模型，选择一级装配体进行模拟装配。建立以下15个部件的模型:(飞轮、曲轴、气缸、活塞、活塞扣、进气阀、出气阀、齿轮、气缸帽、点火器、气缸盖、油箱、空气过滤器、飞轮盖、消音器。步骤二、将虚拟环境下人机交互方式和自动推理方式相结合，实现装配约束矩阵的生成。`步骤三、基于CATIA/DELMIA的仿真试拆卸的装配路径规划，建虚拟装配工作环境和创建虚拟装配动作过程。步骤四、测量装配路径并计算装配时间。测量出装配路径的长度，然后除以0.5 /ms的平均移动速度，得出每个零件的装配时间。步骤五、建立装配时间评价模型并对装配时间进行评价。进一步，步骤二中所述的约束矩阵的空间描述如下: (I)自由干涉矩阵的生成 首先先选定(土X，土y, 土z)轴的方向，方向的选取必须覆盖所有的拆卸方向。如果cij=l，则表示零件i沿该方向拆卸受到零件j的阻碍。若cij=0,则表示零件i沿该方向拆卸不会受到零件j的阻碍，得到六个自由矩阵。(2)集成干涉矩阵 基于试拆法将步骤一中的六个自由干涉矩阵合并为一个集成干涉矩阵。( 3)拆卸序列的手动规划 集成干涉矩阵的拆卸序列的手动规划，然后将序列翻转，得出装配序列。进一步，步骤五首先需要根据实验数据得出网络的拓扑结构，对网络经初始化后，使用函数Trainrp对神经网络进行449次训练后，使得网络误差平方达到了误差目标goal=0.00001的水平。此时网络模型的前期训练已经结束，基于BP神经网络对装配时间的评价模型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用BP算法对发动机虚拟装配时间进行评价的方法，其特征在于，该使用BP算法对发动机虚拟装配时间进行评价的方法包括：使用CATIA建立发动机的模型；将虚拟环境下人机交互方式和自动推理方式相结合，实现装配约束矩阵的生成；基于CATIA/DELMIA的仿真试拆卸的装配路径规划，建虚拟装配工作环境和创建虚拟装配动作过程；测量装配路径并计算装配时间；建立装配时间评价模型并对装配时间进行评价。

【技术特征摘要】
1.一种使用BP算法对发动机虚拟装配时间进行评价的方法，其特征在于，该使用BP算法对发动机虚拟装配时间进行评价的方法包括:使用CATIA建立发动机的模型；将虚拟环境下人机交互方式和自动推理方式相结合，实现装配约束矩阵的生成；基于CATIA/DELMIA的仿真试拆卸的装配路径规划，建虚拟装配工作环境和创建虚拟装配动作过程；测量装配路径并计算装配时间；建立装配时间评价模型并对装配时间进行评价。2.如权利要求1所述的使用BP算法对发动机虚拟装配时间进行评价的方法，其特征在于，该使用BP算法对发动机虚拟装配时间进行评价的方法具体步骤如下:步骤一、使用CATIA建立发动机的模型，选择一级装配体进行模拟装配，建立以下15个部件的模型:飞轮、曲轴、气缸、活塞、活塞扣、进气阀、出气阀、齿轮、气缸帽、点火器、气缸盖、油箱、空气过滤器、飞轮盖、消音器；步骤二、将虚拟环境下人机交互方式和自动推理方式相结合，实现装配约束矩阵的生成；步骤三、基于CATIA/DELMIA的仿真试拆卸的装配路径规划，建虚拟装配工作环境和创建虚拟装配动作过程；步骤四、测量装配路径并计算装配时间，测量出装配路径的长度，然后除以0.5 / ms的平均移动速度，得出每个零件的装配时间；步骤五、建立装配时间评价模型并对装配时间进行评价。3.如权利要求2所述的使用BP算法对发动机虚拟装配时间进行评价的方法，其特征在于，步骤二中所述的约束矩阵·的空间描述如下:(1)自由干涉矩阵的生成首先先选定(土X，土y, 土z)轴的方向，方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹岩，杜江，方舟，解彪，白瑀，姚慧，曹森，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：发明
国别省市：