基于基准平面的虚拟自动装配技术,这篇基准平面论文范文为免费优秀学术论文范文,可用于相关写作参考。
基准平面论文参考文献：
摘 要：以PTC公司的三维设计软件为基础,结合自定向下设计技术,提出了一种基于平面的产品虚拟自动装配技术,并通过对装配特征的分析,解决了基于平面装配技术中装配关系和零件偏距的问题.结合Creo2.0给出的API函数,以VS2010为开发环境,实现了对轴承座的虚拟自动装配,验证了该技术实的可行性.
关键词：平面；虚拟；自动装配；Creo2.0
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.15.105
0 引言
装配技术不但在产品设计研发中占有重要地位,也是众多高校和科研单位重要的研究方向.能否准确、高效的实现产品装配成为制约产品更新换代的重要影响因素.但目前的三维设计软件在进行产品虚拟装配时,繁琐复杂的手工装配严重降低了产品设计效率[1].所以如何简化装配过程、提高装配速度,进而提高产品设计效率成为了当今急需要解决的问题.
1 虚拟装配技术
1.1 装配的定义
装配的过程就是将若干个零件组合成部件或将若干个零件和部件组合成产品的过程；虚拟装配是指通过软件完成对产品的结构设计和修改；自动装配是指对产品各零部件之间的约束和定位关系的自动识别、自动提取和自动控制的过程[2].虚拟自动装配是虚拟装配和自动化的结合[3].
1.2 虚拟装配的分类
按照装配体和零件的设计次序,可以将装配设计技术分为两种,分别为：自底向上设计和自定向下设计.自底向上设计是指即先设计出零件,然后将设计好的零件导入到装配体中,检测装配体是否满足设计要求.这种装配设计时需要频繁的给出零件和装配体之间的配合约束,操作困难,且容易出现欠约束或过约束的情况.自定向下是指：在产品设计的最初阶段,按照该产品的最基本功能和要求,在设计顶层构筑一个基本骨架,称之为“顶层基本骨架”,随后的设计过程基本上都是在该“顶层基本骨架”的基础上进行复制、修改、细化、完善并最终完成整个设计的过程[4].
1.3 装配特征的分类
虽然现如今还没有给装配特征一个准确的定义,但是可以根据功能将装配特征分为：主体特征和辅助特征[1].主体特征可以认为是在设计零件时产生的面、邊、点等；辅助特征可以认为是在设计零件（组件）时人为添加的基准面、基准轴、基准点和基准坐标系等.
1.4 零件定位原理
在装配过程中,需要指定装配体和零件（组件）的装配特征及其装配关系.根据装配特征及其装配关系将零件（组件）经过移动、旋转到装配位置,完成装配过程[5].其在装配体中的位置可以用公式[p’]等于[T][p]来表示,其中[p’]、[T]和[p]都是一个4×4阶的矩阵.[p’]表示零件在装配体中的位置；[p]表示零件在装配体中的初始位置,一般定义成一个单位矩阵；[T]是指变换矩阵,控制零件的移动和旋转.通过改变每个零件的变换矩阵,就可以确定零件在装配体中的位置,完成装配.
2 基于基准平面装配实现原理
2.1 装配基准面
装配基准面是指在装配过程中作为基准的平面.零件或组件都有一个基准坐标系O_XYZ.考虑到装配体中零件需要约束的自由度不同,所以需要参加配合的平面也不同,但零件（组件）中最多三个两两相互垂直的平面就可以使零件（组件）达到完全定位.基于基准平面的自动装配将零件上的基准平面与装配体上的基准平面进行匹配,自动生成变换矩阵,根据生成的变换矩阵,软件自动将零件变换到需要装配的地方,最终实现自动装配功能.
2.2 装配元件路径对象的获取
装配体路径对象的获取是实现装配的重要步骤,现阶段Croe2.0采用的是多叉树结构.这种结构的特点是采用递归调用,从最底层开始向上查询,每向上查询一步就会产生一个唯一标识号,通过一系列标识号就可以表示出零件（子组件）的路径.
2.3 装配元件之间偏距问题的处理
在进行零件设计时,由于零件在装配体中的位置不同,不能保证零件默认产生的平面和装配体中默认的平面能够完全符合要求,一般利用两种方法解决这种问题.一种利用骨架模型,在装配体中添加N组平面,N为零件（组件）的个数,将零件中默认的平面分别与这N组平面进行约束；另一种是在产品设计初就确定零件的位置,通过在零件中设计三个两两相互垂直的平面,将这三个平面与组件中默认的平面进行约束.
3 虚拟自动装配在Creo2.0中的实现
在进行产品设计前,应该建立外部应用程序与Creo2.0的连接.建立的步骤一般为：新建工程,环境设置,代码编写,信息文件编写,注册、运行[6].
现在以分离式轴承座为例,验证该技术实现的可行性.轴承座采用自底向上和自定向下相结合的设计方法.轴承座主要有轴承座上盖、轴承座下盖和连接件组成.在分析轴承座的具体功能后,根据轴和轴承的尺寸,确定其装配零件的尺寸、形状和位置.在零件设计环境中设计出需要的零件,并根据装配体中零件的位置,确定约束基准平面的位置.然后进入装配环境,启动开发好的自动装配模块,完成装配.
4 结论
本文介绍了一种基于基准平面的虚拟装配思想.并结合虚拟装配技术和二次开发技术,以Creo2.0为载体,实现了轴承座的虚拟自动装配.大大缩短了产品的研发周期,降低了产品成本,提高了产品的竞争力.
参考文献：
[1]李雪梅,闫凡章,张斌,许坤.产品中自动装配关键技术的研究[J].机械设计与制造,2012（08）：164-166.
[2]杨玲玲,胡树根,王耘,林小哲,来明.基准定位的自动装配技术[J].轻工机械,2008,26（01）：59-62.
[3]边欣,杨光,陈书军.自顶向下的虚拟装配设计[J].机械管理开发,2007,98（05）：72-73.
[4]张萍,廖文和,刘长毅.基于装配特征的零件自动装配[J].电气技术与自动化,2004,33（05）：93-95,99.
[5]刘佶.基于Pro_E的DSG建模与自动装配技术研究[D].西安理工大学硕士学位论文,2008.
[6]李文亮.自顶向下虚拟装配系统的研究与设计[D].大连交通大学硕士学位论文,2013.
作者简介：杨龙允（1991-）,男,山东郓城人,硕士,学生.
结论：关于对不知道怎么写基准平面论文范文课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文基准平面论文开题报告范文和文献综述及职称论文的作为参考文献资料下载。
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