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基于SolidWorks的CAPP系统的可视化装配决策

时间:2014-05-30 23:41:17 来源:网络 作者:秩名 阅读:
  1.引言
  SolidWorks三维设计软件是一套基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系统,是当今市场上份额增长最快、技术发展最快、市场前景最好、性能价格比最优的软件。除少数行业需NX、PRO/E、CATIA等高档CAD软件外,中档的SolidWorks软件完全可以满足中小企业的应用,其装配分析基本满足中小企业的要求。而计算机辅助的三维可视化装配技术是在三维设计软件的平台上,对零部件模型按约束关系进行重新定位,并对其装配工艺过程进行参数化模拟仿真,检验产品工艺装配的可行性及正确性。
  笔者主要是在SolidWorks平台上,针对三维可视化装配CAPP系统的工艺装配决策做了6点关键技术的分析和研究,为基于SolidWorks的可视化装配CAPP系统的开发提供技术基础。
  2.三维装配工艺顺序规划的决策
  装配顺序规划主要研究装配顺序的生成及其几何可行性分析,而几何可行性就是避免装配操作过程中装配单元发生几何干涉。笔者根据“可拆即可装”的原理,即“以拆卸顺序的逆序作为产品的装配顺序”进行分析研究。并规定限制零部件拆卸的主要因素是物理装配约束,通常情况下物理装配约束可归结为面贴合约束和轴配合约束两种约束,并简化零部件的自由度为12个方向,即沿+X,+Y,+Z,-X,-Y与-Z 6个方向的平动,和绕上述3个轴的转动(遵从右手法则,左转为负),提出了基于邻接约束图的方法来描述产品零部件间的物理装配约束关系。
  邻接约束图(Connectivity Constraints Graph)CCG,是一种表达装配体零件装配约束关系和支撑关系的多重部分有向图,其形式为:
  CCG(P,C)
  假设某产品有n个零件组成时,其中上式P为节点集,P={p1,p2,…,pn},C为边集,C={c1,c2,…,cn},ck∈{AF1ij,AF2ij,…,AFmijij},i,j∈{p1,p2,…,pn},其中k∈{1,2,…,},mij为在零件Pi和零件Pj之间的装配特征矩阵数目,每一个装配特征对应一个装配约束,n为在CCG中的装配特征的总数。
  根据“可拆即可装”的原则,通过记录零件被拆卸的顺序来描述装配体的拆卸序列,继而确定该装配体的装配工艺顺序,通过装配空间中各零部件的位姿描述矩阵和装配空间中各零部件的位姿变换矩阵来表达、记录及规划装配过程工艺顺序。
  3.三维装配工艺路径规划的决策
  在装配工艺规划中,装配顺序规划确定了零部件的装配顺序,但具体的装配路径需要装配路径规划分析与求解。装配路径规划的基本依据是,零件的运动包络体在不和周围物体发生干涉的情况下,装配路径尽量最短。装配路径规划在实现方式上主要是通过装配元件配合面的装配关系以及装配顺序自动计算路径规划,即“可拆即可装”的原则,以及空间方位求解的可视图法,将装配体拆卸路径的逆序作为装配路径,通过记录装配体拆卸过程中各零部件的空间位姿、记录它们在空间中运动的轨迹点来描述整个过程的拆卸路径,继而确定该装配体的整个装配路径。
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