船用柴油机数字化装配工艺规划关键技术研究

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随着信息技术与制造装备融合的集成创新型工程应用技术的发展,数字化装配工艺规划技术的研究及应用水平不断提高,但由于研究对象的特殊性和技术需求的全面性,当前并未开发出适用于船用柴油机的数字化装配工艺规划系统。因此,为提高船用柴油机数字化装配工艺规划水平,本文从相关产品装配制造过程的实际情况以及相关企业的实际需求出发,对数字化装配工艺规划关键技术中的装配信息建模、装配序列规划和装配路径规划技术展开研究。主要研究工作如下:(1)在统筹分析装配信息建模、装配序列规划和装配路径规划技术实现流程的基础上,建立了面向船用柴油机的装配工艺规划关键技术总体框架;通过分析装配工艺规划过程中的数据需求,构建了包含所有需求信息的装配信息模型,并以此作为数字化装配工艺规划过程中的唯一数据源。(2)针对层次性装配顺序求解过程中对层次性装配关系信息的需求,给出层次性装配关系矩阵的自动生成方法;在构造装配适应度评价函数的基础上,对传统蚁群算法进行改进,构建了新的蚂蚁局部零部件选择函数和路径信息素更新策略,并给出最优装配序列求解规则;最后经过实例对比,验证了算法的有效性。(3)针对装配路径规划过程中对动态干涉检查技术的需求,提出了基于轴向扩展包围盒的粗干涉检查方法和基于实体扫掠的精干涉检查方法;根据“可拆即可装”思想,以规划拆卸路径的方式反求装配路径,并在此基础上提出了零件与装配体分离方法、在探索空间中进行避障运动规划的改进RRT算法和路径优化方法;最后,结合实例验证了该路径规划方法的可行性。(4)根据企业的实际需求,开发了面向船用柴油机的装配工艺规划(关键技术)与仿真系统,实现了数字化装配信息建模、装配序列规划、装配路径规划和装配过程仿真功能,并结合实例验证了该系统的实用性。
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