基于MBD的三维装配工艺设计技术

目录
第1章 综述 1
1.1 装配工艺设计技术 1
1.2 MBD技术简介 1
1.3 装配关键技术 2
第2章 基于MBD的三维装配工艺建模方法 9
2.1 三维装配工艺模型结构 9
2.2 面向三维装配工艺的产品信息建模机制 10
2.2.1 产品信息模型概述 10
2.2.2 产品结构树的创建 10
2.2.3 产品零部件三维模型的构造技术 15
2.2.4 产品标注信息的管理机制 19
2.2.5 产品信息模型的处理技术 22
2.3 基于产品层次结构的装配工艺建模机制 25
2.3.1 装配工艺建模过程概述 25
2.3.2 工艺模型信息详述 26
2.3.3 拆卸工艺模型的创建 34
2.3.4 装配工艺模型的信息完善 39
第3章 基于人机交互的装配路径与工艺序列设计 42
3.1 装配元件位姿和运动描述 42
3.2 装配路径与工艺序列设计总体流程 43
3.3 基于人机交互的装配路径规划 46
3.3.1 三维操纵柄的设计 46
3.3.2 基于装配特征的操纵柄位姿调整 48
3.3.3 三维操纵柄的人机交互功能的实现 49
3.3.4 装配路径信息记录 53
第4章 基于三维模型的装配路径与序列智能生成技术 56
4.1 面向装配工艺智能设计的关键信息建模 56
4.1.1 优先连接矩阵 57
4.1.2 约束集和配合方向集 57
4.1.3 装配层次模型 60
4.1.4 基础件识别流程 61
4.1.5 装配信息建模表达机制 62
4.2 装配路径智能规划 63
4.2.1 复杂产品的干涉检测方法 63
4.2.2 装配路径规划前置处理 65
4.2.3 基于配合方向集的路径推理 69
4.2.4 装配路径规划流程 71
4.2.5 算例 74
4.3 装配序列智能规划技术 75
4.3.1 蚁群算法介绍 75
4.3.2 评价标准建立 77
4.3.3 基于并行蚁群算法的序列求解 81
4.3.4 基于相似计算的同步并行序列生成 85
4.3.5 算例及算法分析 90
第5章 三维装配工艺仿真验证技术 95
5.1 基于包围盒的零件模型干涉预检测 95
5.1.1 三维模型的凸包计算 97
5.1.2 基于三维凸包的OBB包围盒的计算 100
5.1.3 基于分离轴理论的OBB包围盒相交测试 103
5.2 基于产品层次结构的逐层分解的快速干涉过滤算法 104
5.2.1 包围盒的定义及构造 104
5.2.2 包围盒干涉检测算法判据 105
5.2.3 子装配包围盒层次结构的分解规则 106
5.3 基于模型边界面的层次包围盒结构的精确碰撞检测 107
5.3.1 零件干涉面对的提取 107
5.3.2 基于模型边界面的层次包围盒的精确求交计算 109
5.4 装配仿真的基本原理及验证流程 110
5.5 装配仿真的具体实现 111
第6章 三维装配工艺设计中资源的使用 115
6.1 装配工装概述 115
6.1.1 工装模块的主要功能 115
6.1.2 装配定位的主要模块 115
6.1.3 装配定位交互式实现的总体流程 116
6.2 装配工艺系统中的工装模型 117
6.2.1 工装模型的表达 117
6.2.2 零件几何模型与几何元素 119
6.2.3 装配约束与几何约束 119
6.3 三维几何元素的形位表达 120
6.3.1 空间零件的位姿表达 120
6.3.2 几何元素的特征参数表达 121
6.4 基于自由度推理的装配约束求解 122
6.4.1 自由度和约束的关系 122
6.4.2 自由度分析 123
6.4.3 自由空间的形位表达 124
6.4.4 自由度推理 127
6.5 基于几何约束的装配定位求解 129
第7章 装配工艺流程自动生成 134
7.1 装配工艺流程模型 134
7.1.1 装配工艺流程数据组成 134
7.1.2 基于层次关系的装配工艺流程 135
7.2 装配工艺结构树与装配工艺流程映射方法 136
7.2.1 装配工艺结构树解析及预处理 136
7.2.2 装配工步与工艺流程节点的映射 138
7.2.3 装配工艺流程图的生成 139
7.3 装配工艺流程的应用 140
7.3.1 装配工艺流程的管理 141
7.3.2 装配流程仿真 141
7.3.3 装配进度监控 142
第8章 三维装配工艺发布与展示技术 144
8.1 三维工艺轻量化文件建模技术 144
8.1.1 三维工艺轻量化文件数据结构 144
8.1.2 工艺信息轻量化文件建模 146
8.1.3 几何模型轻量化文件建模 149
8.1.4 工艺尺寸标注轻量化建模 150
8.2 基于数据驱动的装配模型匹配共享技术 153
8.2.1 三维装配工艺特点与模型共享技术原理 153
8.2.2 装配工艺模型轻量化文件数据结构 154
8.2.3 重复子模型组合模式挖掘算法 155
8.2.4 本地子模型组缓存维护 159
8.2.5 装配子模型组匹配共享系统工作流程 163
8.2.6 匹配共享系统效率验证 164
第9章 基于人机交互的三维装配工艺设计原型系统 167
9.1 系统开发方案 167
9.1.1 系统开发方式的选择 167
9.1.2 系统内核的选择 167
9.1.3 开发方案的确定 169
9.2 三维装配工艺设计软件的总体方案 170
9.2.1 系统需求分析 170
9.2.2 系统体系结构 170
9.2.3 系统功能模块 172
9.2.4 系统工作流程 173
9.3 系统运行实例 175
9.3.1 产品信息模型构建 175
9.3.2 装配资源模型构建 175
9.3.3 三维装配工艺设计 180
9.3.4 装配工艺流程生成与应用 185
9.3.5 三维装配工艺轻量化文件参数模型演示 189
第10章 装配工艺智能设计原型系统 191
10.1 系统开发方案 191
10.2 装配工艺智能设计原型系统总体方案 193
10.2.1 系统体系结构 193
10.2.2 系统主要功能模块 195
10.2.3 系统工作流程 196
10.3 系统运行实例 197
10.3.1 装配信息建模 197
10.3.2 装配序列规划 199
10.3.3 装配路径规划 202
参考文献 204