proe中生成零件拆卸会优先约束矩阵(二)

    需要说明的是,如果产品中元件比较多时,拆卸层次信息图会比较复杂,此时可作如下的简化处理:
    (1)结构复杂的产品采用多层迭代处理方式。对于较为复杂的产品,可将产品划分为几个子拆卸体,子拆卸体被视为一个元件来处理,以此构建产品的拆卸层次信息图进行拆卸序列规划。产品级的拆卸序列规划完成后,再导入子拆卸体进行规划,从而通过一个层进的迭代方式来实现对复杂产品的完整拆卸序列规划过程。
    (2)消除复杂产品中的连接件。对于较为复杂的产品,为了简化产品的模型,可以从产品模型中移除一些基本的连接件,如螺钉、螺母等。通过这样的处理方式,对简化产品模型后得到的拆卸方案,同样适用于原产品的拆卸序列规划,产品中元件的拆卸操作就代表了"移除连接件十拆卸元件"。这种方法比较符合实际应用中的情况,同时也有助于简化拆卸序列规划平台的计算复杂性。

2节点可拆卸性判定

    设待拆卸的零件节点为i,己拆卸的零件集合为Dis={Disassembly},在拆卸优先约束矩阵R中,与Dis集合中元素相对应的行和列自然消失,形成节点1当前的拆卸优先约束矩阵R',根据拆卸优先约束矩阵所表示的具体的物理意义,可以得到以下两条判别准则:
    准则1节点的拆卸可行性判定准则若{Hi}=0,则表示拆卸当前零件i不受其它零件的空间制约,拆卸操作在实际拆卸过程中可以实现,故节点i在当前状态下的拆卸可行,可拆卸性标识为True;否则,标识为False .
    准则2下层组成节点判别准则若节点1的拆卸可行性标识为True,则Dis=Dis∪{ i } ,集合Next={j|j不属于Dis}中的元素组成节点i的下层目标点集合。任取as  ∈Next;,节点a、的拆卸可行性标识根据准则1来判定。
    所有标识为True的节点组成节点i的下层节点集合Ti,显然Ti 不属于 Next;,再下一层节点将从Ti中产生。由此,逐层构建产品的拆卸层次信息图。

3自动生成拆卸优先约束矩阵

    构建拆卸层次信息图的基础信息即是拆卸优先约束矩阵。因此,自动生成拆卸优先约束矩阵是实现可拆卸性自动判定、进而实现拆卸规划过程自动建模的关键因素。以proe实体模型为研究对象,利用Prorfoolkit API自动生成产品中零件的拆卸优先约束矩阵。Pro/Toolkit API是proe与外部应用程序之间的接口,它提供了一系列的函数和过程,通过用C语言编程来调用这些函数或过程,能够对proe模型文件及相应模型进行操作。
    所开发的系统包括预处理模块、拆卸路径生成模块和干涉检查模块,其工作流程如图3所示。

3.1预处理模块

    预处理模块的工作有:调入产品的proe模型,提取相关零部件信息(包括ID号、配合关系、位姿矩阵等),同时获得零件列表等。
    产品中往往包含数个相同的零件,如图1所示风机部件中,包含4个相同的自攻螺钉用于连接轴流电机和支架。在产品CAD模型中,相同的零件体现为同一零件的多个实例。建立产品的拆卸层次信息图时,相同的零件仅用一个节点表示,其拆卸操作的次数等于零件的个数。因此,在预处理模块删除同一零件的多个实例,仅保留其中一个进行拆卸优先约束矩阵的自动生成。同时,对于结构复杂的产品,为了简化产品的模型,应删除产品中零件之间的连接件,将连接件的类型和数量作为零件之间的连接方式信息。如将图1中连接轴流电机和支架的4个自攻螺钉删除,拆卸层次信息图中的节点数将由18个降为12个,拆卸轴流电机的操作就代表了"松开4个自攻螺钉+拆卸轴流电机"。该文通过零件的文件名来识别和判定连接件。
    最后保存预处理后的Fro/E装配体文件。

3.2拆卸路径生成模块

    拆卸路径生成模块通过分析零件在装配体中的几何配合约束,求取零部件的可行拆卸运动方向集,并以其中与产品坐标系或零件坐标系的的轴向重合的方向作为零件的优先拆卸方向。
    在proe中,几何配合约束是在建立装配体模型的过程中交互定义的,每一约束包括3个方面的信息:约束类型、元件参照元素和基体参照元素。参照元素指元件或基体中直接参与配合的几何构造元素,包括点、实体边线、面等,构成这些几何构造元素的几何特征参数均可以从Pro1E系统中通过接口函数来提取。装配元件在目标装配体内的最终位姿一般由两个或两个以上的儿何配合约束确定,对这些约束进行分析组合可以求取元件拆卸运动的参考方向。如对于轴孔插装的配合约束组合来讲,元件的拆卸运动方向必定与基体贴合平面的外法矢一致,因而可唯一确定。
    因此,零件拆卸优先约束矩阵反映零件各自沿优先拆卸方向拆卸时受其它零部件的空间制约情况。生成拆卸路径的主要步骤如下:
    第1步从零件列表中选取一个零件;
    第2步分析该零件的几何配合约束,求取零件优先拆卸方向d及基体坐标系(局部坐标系)的方向矢量D':
    第3步d←d*D'(将d从局部坐标系转化为全局坐标系);
    第4步确定该零件的移动距离S和步长疾
    第5步如果所有零件的路径都生成完毕,程序结束:否则,从零件列表中选取下一个零件,并返回到第3步继续执行。
    此外,将最先装入产品装配体模型中的零件称为基础件,由于基础件没有几何配合约束,因此其拆卸路径不能通过以上方法生成。由工程实践经验可知,对产品进行拆卸序列规划时,基础件通常是最后拆卸的,也就是说,其它零件的拆卸都优先于基础件。所以,拆卸优先约束矩阵内基础件i所对应的行中,除Rii=0外,其余元素的值为Rij=1, j≠i.

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