典型工藝驅動的飛機三維裝配工藝快速設計方法.pdf

1、三維裝配工藝設計是保證飛機三維數字化研制體系發(fā)揮效能的關鍵環(huán)節(jié)。由于將產品、資源的三維模型引入可視化環(huán)境中，并通過交互式作業(yè)仿真來規(guī)劃裝配工藝，因此該模式不但有利于啟發(fā)設計人員的思維，而且能夠輔助生成可視化裝配指令來指導現場作業(yè)。近年來，三維裝配工藝設計在飛機型號研制過程中體現出諸多優(yōu)勢，但也給相關領域的研究學者和技術人員帶來了挑戰(zhàn)。與傳統(tǒng)模式相比，三維環(huán)境中工藝設計信息的輸入和輸出更為復雜，包含仿真環(huán)節(jié)的工藝規(guī)劃過程耗時繁瑣，迫切需要

2、相應的理論和方法來規(guī)范工藝設計過程、提升設計效率，保證產品設計意圖信息到裝配現場的有效傳遞。本文以典型裝配工藝的發(fā)掘與重用為基礎，深入探討飛機三維裝配工藝的快速設計方法，論文的主要研究內容如下：
　　1)研究并建立了基于本體的裝配工藝信息集成模型。首先，分析了三維裝配工藝設計/仿真一體化模式下的信息構成，對裝配過程進行逐次分解與定義；其次，研究了三維裝配工藝設計領域的本體構建流程，給出裝配對象、裝配過程、裝配資源及其關系的本體概念

3、定義方法；最后，以裝配工藝本體概念為依托，建立了三維裝配工藝信息的集成表示框架，明確了裝配對象、過程和資源之間的信息傳遞關系，為三維環(huán)境中裝配工藝信息的演進、組織和控制提供了支撐。
　　2)提出了典型裝配工藝挖掘及結構化描述方法。首先，分析了裝配指令信息的自然語義構成，研究了典型裝配工藝的詞類和總體關聯(lián)關系，并在此基礎上進一步建立了典型裝配工藝語句的語法結構形式；其次，將裝配工藝文件信息轉化為的圖描述形式，利用Apriori頻繁子

4、圖挖掘方法實現了典型裝配工藝語句及其關聯(lián)關系的挖掘；最后，以典型工藝詞匯的關聯(lián)關系挖掘為基礎，給出了典型裝配工藝語句的參數化模板構建方法，奠定了工藝語義規(guī)范化、參數化描述的基礎。
　　3)提出了典型裝配操作與仿真動作場景的關聯(lián)驅動方法。首先，以裝配仿真業(yè)務信息需求為基礎，建立了包含裝配連接方式、配合約束、幾何元素等方面信息的裝配操作語義模型，給出了三維環(huán)境中裝配仿真業(yè)務的語義驅動流程；其次，研究了典型裝配操作與仿真動作的信息映射機

5、制，建立了裝配操作語義信息的解析方法，分類和定義了裝配動作及相關參數，實現了裝配操作信息從語義層到幾何層的傳遞。最后，研究了基于幾何約束的仿真運動參數計算方法，通過裝配體模型中幾何約束的提取和運動對象的參數計算，實現了仿真動作場景的參數化驅動，有效減少了仿真業(yè)務中的人機交互操作。
　　4)提出了基于典型元素的可視化裝配指令快速生成方法。首先，以屬性信息作為裝配對象和資源相似性度量的要素，建立了“語義字符串”、“類型描述符”和“數值

6、”三類屬性的相似度計算公式；其次，將屬性相似度作為特征比較因素，建立了基于灰色關聯(lián)度的裝配任務整體相似性分析方法，支持指令規(guī)劃過程中典型裝配任務信息的比較和獲取；最后，研究并建立了典型元素驅動的裝配指令快速規(guī)劃體系框架，給出了指令設計和典型信息重用的關鍵步驟，支持可視化裝配指令的快速設計和生成。
　　5)以某型飛機機翼裝配單元為實例，實現了飛機裝配指令快速規(guī)劃與仿真系統(tǒng)的構建，驗證了裝配工藝信息集成模型的構建，典型工藝元素及工藝模