【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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本文詳細介紹了綜合裝配規(guī)劃的方法，其中關于生成、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尾圖18中是一個窗口界面屏幕轉儲。 本文的下一節(jié)描述了產品的圖模型，在第三節(jié)描述了從產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系。 圖2顯示了一個簡單的四模塊產品及其圖模型?？梢钥吹饺齻€類型的配對關系是有可能的。他們定義如下: 1.如果兩個組件在組裝產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生碰撞，他們會有封閉約束。 3. 如果兩個組件在組裝產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系。 請注意，盡管封閉約束和自由配對關系不涉及接觸，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系。N組件產品的配對關系可以表示為n(n-1)/2。 從實體模型自動生成圖模型 一種自動建立了內部的圖模型的計算機表示方法已經被研究出來。通過從產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)，而同樣自由的關系類型的表面只需要條件(1)滿足，但不是條件(2)及(5)。構建自由矩陣在3d空間最多六個自由度:三個翻譯和三個旋轉。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。 一旦兩零件之間接觸，阻塞，或自由有關系已確定，這種關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系: 自由度區(qū)間 每一個接觸表面自動構建自由矩陣。一個自由矩陣函數(shù),包括arg1了arg2配合關系。函數(shù)通過一個自由矩陣表示，零件的自由度提供了關系。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系。 另一個限制在于自動計算旋轉零件的自由矩陣?，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品的零部件。 最后，GAPP可以處理的產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。經過根節(jié)點的六個割集已經計算，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）內容及比重 已完成主要內容（　　　　%） 待完成主要內容（　　　　%） 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 結構分 最終成績 主任簽章 日 期