【機械類畢業(yè)論文中英文對照文獻翻譯】GAPP：一個裝配工藝生成規(guī)劃器【PDF英文12頁word中文翻譯4098字13頁】【有出處】

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任務計劃執(zhí)行期間，因為經(jīng)濟的影響，一個適當?shù)难b配序列的選擇是至關(guān)重要的。早期在裝配規(guī)劃側(cè)重于自動生成大量的給定產(chǎn)品的序列，以及調(diào)查潛在的緊湊的裝配次序表示方案。大部分推論都是憑人們的經(jīng)驗，例如消除不可行的裝配序列限制或評估和選擇一些基于成本標準的。今天，有許多裝配規(guī)劃人員，可以靈活生成所有可能的裝配一個產(chǎn)品的序列，并丟棄所有那些不可行的約束。目前的研究重點在于減少裝配順序因素的制約和相關(guān)的成本，這可以從所有可行的那些序列中選擇更好的裝配準則。 本文詳細介紹了綜合裝配規(guī)劃的方法，其中關(guān)于生成、消除和裝配序列的評價都是在每個進程中展現(xiàn)出來的。由此產(chǎn)生的的軟件工具，稱為生成裝配工藝規(guī)劃師（GAPP），基于C++和OSF/Motif上運行的圖形窗口界面軟件。圖1顯示軟件的框圖。還提出了在本文的結(jié)尾圖18中是一個窗口界面屏幕轉(zhuǎn)儲。 本文的下一節(jié)描述了產(chǎn)品的圖模型，在第三節(jié)描述了從產(chǎn)品自動生成的的實體模型用來作為裝配順序引擎的輸入。接著概述了一些用于消除不可行的裝配約束序列，從而減少搜索空間。該第五部分簡要介紹了實際應用中標準成本的作用，最后一個節(jié)討論了該軟件的影響成就。 圖1 產(chǎn)品圖模型 概述 裝配操作可以被看作是建立零之間的聯(lián)系和附件，或者是在無沖突路徑中組件的使用。因此在裝配規(guī)劃的要素是零件的配對信息。這種信息有助于一個二元關(guān)系的一組零件可以更適當?shù)卦趫D模型中表示。其中可以看出零件定點和邊緣的配對關(guān)系。 圖2顯示了一個簡單的四模塊產(chǎn)品及其圖模型。可以看到三個類型的配對關(guān)系是有可能的。他們定義如下: 1.如果兩個組件在組裝產(chǎn)品中一直存在物理接觸，他們會有接觸約束。 2. 如果兩個組件在組裝產(chǎn)品中不存在恒定的物理接觸，或者一個正交方向的線性延長與另外一個產(chǎn)生碰撞，他們會有封閉約束。 3. 如果兩個組件在組裝產(chǎn)品中不存在恒定的物理接觸，或者任何一個正交方向的線性延長都不會與另外一個產(chǎn)生沖突，他們就不受約束。圖3顯示了示例的兩個部分自由不受約束的關(guān)系。 請注意，盡管封閉約束和自由配對關(guān)系不涉及接觸，但他們意味著無沖突路徑的坐標系統(tǒng)的選擇可能存在或可能不存在。這些非接觸配對關(guān)系，從一種幾何的干涉角度來看對確定可行裝配序列發(fā)揮重要作用。 顯然，上面的定義是這樣的，在任何產(chǎn)品的圖模型始終是一個完整的圖形（即，每一個零件與其他零件至少具有上述中三個配合關(guān)系的一個）。生成的圖形模型是幾何推理的過程，主要包括確定哪些部分有哪些類型的配對關(guān)系。N組件產(chǎn)品的配對關(guān)系可以表示為n(n-1)/2。 從實體模型自動生成圖模型 一種自動建立了內(nèi)部的圖模型的計算機表示方法已經(jīng)被研究出來。通過從產(chǎn)品的實體模型生成的B-REP文件的信息自動生成圖模型，使用ICEMDD實體建模。該方法主要包括B-REP文件包含的零件的表面信息。特別地，每個涉及在表面上的數(shù)學測試，有助于判斷這些部位屬于表面相互接觸，阻止或自由。圖4和圖5為例“A”和“B”的接觸塊之間的配合關(guān)系，在圖2中，從它們的配合的分析在B-REP文件包含曲面定義。在圖4中，N1和N2分別是塊“A”和“B”表面的單位法向量，兩塊之間的距離表示為d，PL和P2為表面上的點。假設對塊“A”和“B”的限制，與所選擇的坐標系統(tǒng)，分別是為識別兩個表面之間的配合關(guān)系，必須滿足三個條件： 或者 或者 或者 用于上述所有計算數(shù)據(jù)，都是從B-REP文件得到。在圖5中，N1和N2分別是塊“A”和“B”表面的單位法向量，假設圓柱塊的約束“a”和“b”相對于所選擇的坐標系統(tǒng)，是和這兩者之間的接觸面的配對關(guān)系必須滿足三個條件： 用于確定表面相同的條件聯(lián)系也用于阻塞和自由配合關(guān)系識別。例如，阻止兩個平面之間需要條件(1)及(5)要得到滿足，但不滿足條件(2)，而同樣自由的關(guān)系類型的表面只需要條件(1)滿足，但不是條件(2)及(5)。構(gòu)建自由矩陣在3d空間最多六個自由度:三個翻譯和三個旋轉(zhuǎn)。在裝配規(guī)劃通過進一步考慮,比實際的方向(+或-)平移或旋轉(zhuǎn)大約一半的自由度是更適當?shù)?。這12個自由度分別為 .字母T和R代表分別平移和旋轉(zhuǎn)。 一旦兩零件之間接觸，阻塞，或自由有關(guān)系已確定，這種關(guān)系提供的自由度隱含在一個適當?shù)?x4的矩陣,稱為自由矩陣,在那里矩陣中存在的每個條目和它所代表的自由度之間有對應關(guān)系: 自由度區(qū)間 每一個接觸表面自動構(gòu)建自由矩陣。一個自由矩陣函數(shù),包括arg1了arg2配合關(guān)系。函數(shù)通過一個自由矩陣表示，零件的自由度提供了關(guān)系。每個自由度代表的條目可用1或0表示矩陣。這些信息是用來計算幾何干涉操作。 圖6顯示了一個簡單的例子，用自由矩陣計算了在圖4和圖5這兩種配合關(guān)系。自由矩陣表示了與平面接觸(圖4)所示，與圓柱接觸(圖5)所示。為了獲得在零件表面所產(chǎn)生的最終自由矩陣，所需要的是在先前生成的自由矩陣條目之間做一個 “和”邏輯。 該模型的限制 就目前而言，該產(chǎn)品的每一個部分進行組裝必須使用塊，圓柱體，圓錐體進行建模，球體，革命，平板（掃描）和他們的組合。雖然固體建模器用于啟用復雜對象建模，例如，使用從空氣緊B-樣條信封其中可以計算固體——這種格式B-REP文件信息很復雜，尚未有明確條件確定其配合關(guān)系。 另一個限制在于自動計算旋轉(zhuǎn)零件的自由矩陣?，F(xiàn)在，從使用B-REP文件分析到目前為止所描述的概念只有平面部分是自動生成的。旋轉(zhuǎn)部分，如有必要，必須手動完成。因此，圖模型生成的自動化是限于這種廣泛和有代表性的分類產(chǎn)品的零部件。 最后，GAPP可以處理的產(chǎn)品其其零件和子組件，在遵守所選擇的正交坐標系統(tǒng)是可以組裝的。因為B-REP文件明確表示表面法線使用標準4x4齊次矩陣，它是可能的確定裝配的方向而不是匹配的坐標系統(tǒng)。擴展的方法這種情況下沒有被調(diào)查。裝配序列的列舉 來源于實體模型圖模型的形式更適合裝配序列的表示方案，下一個算法引擎是用來開發(fā)和提取模型的裝配序列。 基本原理枚舉 德梅洛和桑德森已經(jīng)開發(fā)出一種強大的數(shù)學和系統(tǒng)的裝配順序引擎。該過程開始通過把產(chǎn)品的圖形模型作為搜索圖的根節(jié)點。搜索圖擴張來完成通過在根節(jié)點中的割集的計算（一個割集是圖中的一組邊，去除其中由onemS增加圖形元件的數(shù)量）。每一集在下面有對應一個新的節(jié)點層。任何新的節(jié)點產(chǎn)生的圖形表示它的父節(jié)點減去邊割集。然后在新生成的節(jié)點的圖形表示的割集計算，得到另一層，等等。這個過程停止，當一個節(jié)點已生成的所有邊緣已被刪除。注意拆卸方法是按照人力來規(guī)劃的。 在GAPP，通過這種方法生成的裝配序列是簡潔的如（圖7）。每個路徑從上到下是拆卸序列。要從下到上給出相應的裝配序列。 更新割集 在現(xiàn)實中,一個不能計算一組新的割集，每次在搜索圖生成一個新節(jié)點，因為底層組合的復雜性,這種計算科學家發(fā)明了一種方法,確保只有根節(jié)點的裝配狀態(tài)的圖形生成。任何其他割集新生成的節(jié)點僅是通過更新組割集根節(jié)點。 圖8是用來描述該方法。經(jīng)過根節(jié)點的六個割集已經(jīng)計算，生成圖表的六個新的狀態(tài)。六個割集根節(jié)點的每個新的子節(jié)點被繼承。繼承的割集的一些邊緣，這是新的子節(jié)點的一部分，必須先刪除。例如，從割集獲得子集5{E1，E3，E5}。在此割集的邊緣不能是子集5任何割集的一部分。它們，因此，從繼承的組中刪除，產(chǎn)生新的割集： 從這個新的列表，第一和第二，以及第三和第四的組合，因為他們都代表相同的割集。第五，這是從根節(jié)點刪除的產(chǎn)生子集5，是空集。因此，成為： 然后用一種算法來檢查邊緣的剩余集是割集（即，子的狀態(tài)產(chǎn)生一個比在父狀態(tài)更多的組件）。應用該算法對邊緣消除了最后一個。然后割集的子集5： 1-{e2}, 2-{e4}. 對于每一個新的節(jié)點重復這個過程，簡單的分析確定其割集。請注意，只有接觸式邊緣的割集的計算考慮在此階段，即，包含其他關(guān)系類型（如圖6在這個例子中）不會有助于識別多個潛在組件,而且減少了計算效率。阻塞和自由的關(guān)系只有當幾何干擾問題才能得到解決。使用前面描述可行性約束的發(fā)動機，沒有考慮與每個割集相關(guān)聯(lián)拆卸操作的可行性。三個可行性約束是用來確保生成的裝配序列確實是可行的。它們是: 1.幾何干涉約束 2.穩(wěn)定約束 3.可訪問性約束 揚州大學廣陵學院本科生畢業(yè)設計（論文）中期自查表 （中期教學檢查用） 學生姓名 張 翔 學號 100007144 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 班級 機械81001班 指導教師 張帆 職 稱 講師 設計（論文）題　　目 安全帶卷加速敏感器組件自動裝配機設計 個人精力 實際投入 每天平均工作時　間 6小時 迄今缺席天數(shù) 出勤率% 指導教師每周指導次數(shù) 每周指導時間（小時） 未指導的周次及原因 畢業(yè)設計（論文）工作進度（完成）內(nèi)容及比重 已完成主要內(nèi)容（　　　　%） 待完成主要內(nèi)容（　　　　%） 存在問題及解決方案 指導教師意見：　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　指導教師簽名： 　 　　　　　 年 月 日 揚州大學廣陵學院本科生畢業(yè)設計（論文）指導教師審閱意見表 設計（論文）題目 安全帶卷加速敏感器組件自動裝配機設計 學生姓名 張 翔 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 班級 機械81001班 指導教師姓名 張 帆 職稱 講師 得分 指導教師審閱意見： 指導教師簽名： 年 月 日 14 揚州大學廣陵學院本科生畢業(yè)設計（論文）評閱人意見表 設計（論文）題目 安全帶卷加速敏感器組件自動裝配機設計 學生姓名 張 翔 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 班級 機械81001班 評閱人姓名 職稱 得分 評閱人意見： 評閱人簽名： 年 月 日 揚州大學廣陵學院本科生畢業(yè)設計（論文）答辯結(jié)果表 設計（論文）題目 安全帶卷加速敏感器組件自動裝配機設計 學生姓名 張 翔 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 班級 機械81001班 答辯記錄： 答辯小組意見： 得 分 組長簽名 日 期 答辯委員會意見： 指導教師評　　分 評閱人評　分 答辯小組得　　分 結(jié)構(gòu)分 最終成績 主任簽章 日 期