● 摘要
数字化装配技术是现代数字化制造技术的一个重要部分,可以从根本上提高装配质量和装配效率,保证装配精度,降低装配成本。数字化装配工艺设计技术是实现产品数字化设计与数字化装配生产无缝连接的关键技术,促进产品的设计和工艺信息在整个产品研制过程中的流通,并通过装配工艺可视化设计和装配过程仿真,大大缩短产品开发周期。本论文在制造过程信息的流、快照和动态场景表达理论的基础上,研究了基于流、快照和动态场景的装配工艺模型及设计方法。从装配工艺的流表达、快照和动态场景的建立等方面阐述了基于流、快照和动态场景的三维工艺信息表达方式。并从基于服务的产品设计数据集成、装配序列规划、路径规划、支持动态尺寸公差控制的三维装配工艺设计方案等多个方面研究数字化装配工艺过程设计关键技术。并在此基础上开发了数字化装配工艺设计原型系统。论文的主要研究内容如下:(1) 基于流、快照和动态场景的三维装配工艺模型及设计方法研究。以三维模型为基础,利用流、快照和动态场景理论,建立包含时间特性的三维装配工艺模型。该工艺模型能实现工艺的信息过程化表达;也能支持后续制造过程的应用,有利于工艺信息与后续过程的有效集成。论文从POM网络图入手,给出工艺活动、流、快照和动态场景在三维装配工艺设计中的应用模式,并给出了三维装配信息的流表达。再以此依托,阐述基于流、快照和动态场景的三维装配工艺设计方法,重点从装配单元划分、产品BOM演绎过程、装配工艺流的序列规划、装配路径规划、装配资源规划和基于三维轻量化模型的装配过程仿真几个方面论述三维装配工艺设计的核心流程与关键技术,同时验证三维装配信息的流模型。(2) 支持动态尺寸公差控制的三维装配工艺设计方案研究。研究在形成三维装配工艺设计方案时如何使之具有支持后续动态尺寸公差调整与控制的能力,并验证流、快照和动态场景在装配工艺设计方法中的应用。本论文主要研究工序尺寸链的定义与表达,建立了面向装配工艺的公差模型描述和工序尺寸链的定义,给出了基于工序尺寸链的动态公差控制与调整策略,包括公差分析、包含工序尺寸链信息的多艺路线描述、组成环已有实测值后封闭环的变化和公差动态调整后工艺路线的变化等。(3) 基于服务的制造信息共享技术在装配工艺设计中的应用研究。考虑装配工艺系统与其他系统进行信息集成的需求,并针对装配工艺设计系统的软件环境,研究基于服务的制造信息集成共享解决方案,包括基于制造数据服务平台的集成方法和总线式的制造数据共享集成两种模式。同时以研究总线式的制造数据共享集成方案为例,详细阐述了其在装配工艺设计中的实现方案。
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