新安全帶卷加速敏感器組件自動裝配機設計【說明書+CAD+SOLIDWORKS】

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張翔 安全帶卷加速敏感器組件自動裝配機設計 揚州大學廣陵學院 畢業(yè)設計（論文）前期工作材料 學 生 姓 名： 張 翔 學號： 100007144 教 科 部： 機械電子教科部 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 設計（論文）題目：新安全帶卷加速敏感器組件自動裝配機設計 指 導 老 師： 張 帆 材 料 目 錄 序號 名 稱 數(shù)量 備注 1 畢業(yè)設計（論文）選題、審題表 1 2 畢業(yè)設計（論文）任務書 1 3 畢業(yè)設計（論文）實習調(diào)研報告 1 4 畢業(yè)設計（論文）開題報告（含文獻綜述） 1 5 畢業(yè)設計（論文）外文資料翻譯（含原文） 1 6 畢業(yè)設計（論文）中期檢查表 1 2014 年 3月 12日 揚州大學廣陵學院本科生畢業(yè)設計（論文）題目申報表 設計（論文）題　目 新安全帶卷加速敏感器組件自動裝配機設計 題目類型 2 題目來源 D 面向專業(yè) 機械設計制造 及其自動化 指導教師 張 帆 職　稱 講師 學　位 從事專業(yè) 題目簡介： 自動裝配是當前應廣泛的一種制造工藝，在生產(chǎn)生活中日益受到重視。本課題針對實際零件的制造需求，設計滿足企業(yè)專門零件加工需要的自動裝配機器人，使學生了解專用加工設備設計和應用特點，培養(yǎng)學生解決機械制造業(yè)中一些實際技術問題的能力。 審核意見： 審核人簽名： 年 月 日 題目類型－－1、為結合科研；2、為結合生產(chǎn)實際；3、為結合大學生科研訓練計劃；　 4、為結合學科競賽；5、模擬仿真；6、其它 題目來源－－A.指導教師出題 ； B.學生自定、自擬 揚州大學廣陵學院畢業(yè)設計（論文）任務書 教 科 部： 機 械 力 學 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 學生姓名: 張 翔 學號: 100007144 畢業(yè)（論文）題目：安全帶卷加速敏感器組件自動裝配機設計 起 迄 日 期： 2014.2.22-2014.6.10 設計（論文）地點： 揚州大學廣陵學院 指 導 老 師： 張 帆 專 業(yè) 負 責 人： 宋 愛 平 發(fā)任務書日期： 2014年 2月22日 揚州大學廣陵學院本科生畢業(yè)論文任務書 論文題目 安全帶卷加速敏感器組件自動裝配機設計 年級 大四 專業(yè) 機械設計制造 及其自動化 學生姓名 張 翔 學號 100007144 主要內(nèi)容： 自動裝配是當前應廣泛的一種制造工藝，在生產(chǎn)生活中日益受到重視。本課題針對企業(yè)實際零件的制造需求和自動裝配技術的應用現(xiàn)狀，設計滿足企業(yè)專門零件加工需要的自動裝配機。主要針對專門零件，結合其裝配工藝特點，設計滿足企業(yè)實際工藝要求的專用自動裝配機器人，為企業(yè)生產(chǎn)提供有效的手段和方法。 主要任務及基本要求（包括指定的參考資料）： 主要任務及基本要求： 1）查閱相關文獻資料15篇以上，并完成指定的不少于五千印刷符的英文資料翻譯，掌握自動裝配系統(tǒng)設計的一般方法，學會使用相關手冊完成設計任務； 2）明確本題目的設計參數(shù)，技術條件，根據(jù)設計任務完成自動裝配系統(tǒng)方案的擬定，繪制全套自動裝配夾具和機器人的機械零件圖、裝配圖； 3）完成畢業(yè)設計說明書。 主要參考文獻： [1] 李陸山. 安全帶卷收預緊裝置[J]. 汽車運用. 2000(07) [2] 尚久浩主編.自動機械設計[M]. 中國輕工業(yè)出版社, 2003 [3] 融亦鳴等著.計算機輔助夾具設計[M]. 機械工業(yè)出版社, 2002 [4] Walter Frick. 需要定制的自動化系統(tǒng)[J]. 現(xiàn)代制造. 2008(28) [5] 歲豐. 新型自動裝配線[J]. 管理科學文摘. 1996(08) [6] 趙錫芳. 智能裝配機器人機構的研究和發(fā)展[J]. 機器人. 1990(04) [7] 叢明,錢文瀚,張堅志. 自動裝配線故障分析與研究[J]. 組合機床與自動化加工技術. 1994(10) [8] 王鏞. 自動化裝配技術的研究與發(fā)展[J]. 組合機床與自動化加工技術. 1990(11) [9] 李瑾,李婕,陳濤. 隨夾的自動定位夾緊裝置的設計[J]. 制造技術與機床. 2010(12) [10] 孫銘啟. 機器人在裝配作業(yè)中的應用[J]. 組合機床與自動化加工技術. 1994(09) [11] 姜中威. 自動化裝配技術與柔性裝配系統(tǒng)探索[J]. 黑龍江科技信息. 2004(10) [12] 平雪良,陶宇,葉晶,董寧. 基于坐標系的自動裝配方法的研究與實現(xiàn)[J]. 機械設計. 2011(11) [13] 張肇富. 自動裝配零件的檢測裝置[J]. 上海計量測試. 1997(06) [14] 張萍,廖文和,劉長毅. 基于裝配特征的零件自動裝配[J]. 機械制造與自動化. 2004(05) [15] 林繩宗. 國外制造業(yè)自動化現(xiàn)狀及其發(fā)展趨向[J]. 世界產(chǎn)品與技術. 1996(02)e. 發(fā)出任務書日期： 2014年2月22日　　　　　　完成期限：2014年4月3日 指導教師簽名：　　　　　　　　　　　　　　專業(yè)主任簽名： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　年　　月　　日 30 揚州大學廣陵學院 畢業(yè)設計（論文）實習調(diào)研報告 學 生 姓 名： 張 翔 學號：100007144 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 指 導 老 師： 張 帆 參觀實習報告 為做好畢業(yè)設計，學校組織我們參觀實習，這是我們機械專業(yè)知識結構中不可缺少的組成部分，并作為一個獨立的項目列入畢業(yè)設計的安排中。其目的在于通過實習使學生獲得基本生產(chǎn)的感性知識，理論聯(lián)系實際，擴大知識面；同時專業(yè)實習又是鍛煉和培養(yǎng)學生業(yè)務能力及素質(zhì)的重要渠道，培養(yǎng)當代大學生具有創(chuàng)新的精神，拓展我們的發(fā)散性思維，也是學生接觸社會的一個重要途徑，體驗企業(yè)工作的內(nèi)容和方法。這些實際知識，對我們的畢業(yè)設計過程中起著十分有意義的作用。同時對我們以后在工作崗位上是從事技術方面的工作還是管理方面的工作，都將有很大的幫助。 帶著激動而興奮的心情，我們來到了目的地進行參觀。在老師的安排下，我們參觀了揚州揚力集團。揚力集團位于長三角沿江工業(yè)走廊核心區(qū)域的揚州經(jīng)濟開發(fā)區(qū)內(nèi)，集團注冊資本總額1億元，占地總面積1500畝，固定資產(chǎn)總值7.5億元，集團以江蘇揚力集團有限公司（前身為揚州第二鍛壓機床廠）為母公司，轄有揚力集團數(shù)控公司、揚力集團液壓公司、揚力集團重 型公司、江蘇揚力鑄鍛公司、揚力集團精機公司等5家子公司。 此次，我們主要參觀了數(shù)控機床生產(chǎn)車間，通過公司負責人的介紹，我了解了揚力集團數(shù)控公司長期致力于數(shù)控機床的開發(fā)與研究，主要產(chǎn)品有MP系列30T-50T 液壓數(shù)控轉塔沖床、EP20系列全伺服數(shù)控轉塔沖床；MB 系列電液伺服同步數(shù)控折彎機；MS系列數(shù)控剪板機；AP1212系列汽車縱梁平板數(shù)控沖柔性加工單元以及ML系列數(shù)控激光切割機并且長期致力于沖、剪、折、激光等各類中高 檔金屬板材加工機械的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，產(chǎn)品廣泛應用于航空、汽車、軍工、電器、五金、造幣等生產(chǎn)領域，并遠銷歐美、東南亞等幾十個國家和地區(qū)。 在完善現(xiàn)代企業(yè)制度的進程中，楊力集團凸顯出生產(chǎn)規(guī)?；l(fā)展專業(yè)化、管理規(guī)范化、營銷網(wǎng)絡化、研發(fā)系列化、產(chǎn)權自主化、服務優(yōu)質(zhì)化、員工知識化的特點，并通過管理求新、技術創(chuàng)新、設備更新，以及集品種、品質(zhì)、品位于一體的“三品戰(zhàn)略” ，贏得了科技優(yōu)勢、質(zhì)量優(yōu)勢和市場優(yōu)勢。近3年來，集團銷售總額連續(xù) 三年占據(jù)國內(nèi)同行業(yè)榜首，先后獲“江蘇省百強重點高新技企業(yè)”“國家重點高新技術企業(yè)”“國家級邗江數(shù)控金屬板材加工機械產(chǎn)業(yè)基地骨干企業(yè)”和“中國機械500強”等稱號， “揚力”商標也被評為中國馳名商標。通過工程師的詳細介紹和數(shù)控機床實體，我對數(shù)控方面有了更進一步的熟悉，我想這對我在專業(yè)知 識方面的學習有很大的幫助。 接下來我們有參觀了揚州寶來得科技實業(yè)有限公司。寶來得集團成立于1952年，是全球領先的粉末冶金專業(yè)制造商。集團生產(chǎn)的產(chǎn)品涵蓋汽車零部件、電動工具零件、家電零件、OA零件和電機含油軸承等，集團一直努力地提高客戶產(chǎn)品的整體性能。揚州寶來得科技實業(yè)有限公司是有香港寶來得和揚州盛得機械公司于1993年合資成立，年銷售額逾5億人民幣，為中國最大的粉末冶金制品廠之一。公司全體正積極的為客戶提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品及配套服務而努力不懈。公司提供的產(chǎn)品材料齊全，材料包括銅基合金、鐵基合金、銅鐵合金、不銹鋼材料和特種專利材料等。公司憑借著經(jīng)典產(chǎn)品例如軸承產(chǎn)品、MIM產(chǎn)品等使客戶產(chǎn)品的安 全性能得到提高。 在公司技術人員的帶領下，我們參觀了整個粉末冶金生產(chǎn)流程，參觀了例如模具加工、成形、燒結、整形、熱處理、電鍍、表面蒸汽處理、等離子氮化以及機械加工等生產(chǎn)車間。公司技術人員給我們講解了產(chǎn)品的整個加工過程以及加工過程這些流程中所需要的先進設備。 從這次的經(jīng)歷中，讓我明白了只有實 踐才能讓我們提高，學習書本的知識，是為了在實踐中運用，在從中體會總結經(jīng) 驗，提高自身技能和實戰(zhàn)經(jīng)驗。學習理論是為實踐做準備，掌握好理論原理，才 能在實踐過程中不盲從，或者不知所云。什么事情都是在摸索中前進，不怕跌倒 不怕疼痛，站起來繼續(xù)前行。通過這次生產(chǎn)實習，進一步鞏固和深化所學的理論 知識，彌補以前單一理論教學的不足，為畢業(yè)設計打好基礎，學到了很多自己以 前不懂的知識，也從單位的員工身上學到了很多道理。同時感覺自己在動手實踐 方面還亟待加強。我必須加強專業(yè)知識和實踐的結合，以使自己將來進入公司能 盡快的適應公司， 適應社會。為整個機械行業(yè)， 為整個社會做出自己的一份貢獻。 為未來做好充分的準備，才能立足于這個競爭激勵的社會。 揚州大學廣陵學院 畢業(yè)設計(論文)開題報告 學 生 姓 名： 張 翔 學 號：100007144 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 設計(論文)題目： 安全帶卷加速敏感器組件自動裝配機設計 指 導 老 師： 張 帆 2014年 3 月 12 日 揚州大學廣陵學院本科生畢業(yè)設計（論文）開題報告 設計（論文）題　目 安全帶卷加速敏感器組件自動裝配機設計 題目來源 指導老師出題 題目類型 結合生產(chǎn)實際 指導教師 張帆 學生姓名 張 翔 學 號 10007144 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 開題報告內(nèi)容：（調(diào)研資料的準備與總結，研究目的、要求、思路與預期成果；任務完成的階段、 內(nèi)容及時間安排；完成畢業(yè)設計（論文）所具備的條件因素等。） 本畢業(yè)設計（論文）課題應達到的目的： 通過課題研究，使學生掌握機械制造裝備設計、分析的方法，并且熟悉使用一種CAD軟件，著重培養(yǎng)學生綜合應用專業(yè)知識和自動裝配機器人設計技術知識的能力，以及獨立解決和分析實際問題的能力。 本畢業(yè)設計（論文）課題工作進度計劃： 起止日期 工 作 內(nèi) 容 1.20~3.1 3.1～4.5 4.5～4.25 4.25～5.15 5.15～5.24 查閱資料，完成外文資料的翻譯； 明確本題目的設計參數(shù)，技術條件，根據(jù)設計任務完成自動裝配系統(tǒng)方案確定，繪自動裝配夾具和機器人裝配圖； 完成自動裝配夾具和機器人零件圖的繪制； 撰寫論文，指導老師審閱； 準備畢業(yè)論文答辯； 文獻綜述 一、課題介紹: 1.裝配自動化在現(xiàn)代制造業(yè)中的重要性 　　裝配過程是機械制造過程中必不可少的環(huán)節(jié)。人工操作的裝配是一個勞動密集型的過程，生產(chǎn)率是工人執(zhí)行某一具體操作所花費時間的函數(shù)，其勞動量在產(chǎn)品制造總勞動量中占有相當高的比例。隨著先進制造技術的應用，制造零件勞動量的下降速度比裝配勞動量下降速度快得多，如果仍舊采用人工裝配的方式，該比值還會提高。據(jù)有關資料統(tǒng)計分析，一些典型產(chǎn)品的裝配時間占總生產(chǎn)時間的53%左右，是花費最多的生產(chǎn)過程，因此提高裝配效率是制造工業(yè)中急需解決的關鍵問題之一。 　　自動化裝配具備如下優(yōu)點。 　　1.1 裝配效率高，產(chǎn)品生產(chǎn)成本下降。尤其是在當前機械加工自動化程度不斷得到提高的情況下，裝配效率的提高對產(chǎn)品生產(chǎn)效率的提高具有更加重要的意義。 　　1.2 自動裝配過程一般在流水線上進行，采用各種機械化裝置來完成勞動量最大和最繁重的工作，大大降低了工人的勞動強度。 　　1.3 不會因工人疲勞、疏忽、情緒、技術不熟練等因素的影響而造成產(chǎn)品質(zhì)量缺陷或不穩(wěn)定。 　　1.4 自動化裝配所占用的生產(chǎn)面積比手工裝配完成同樣生產(chǎn)任務的工作面積要小得多。 　　1.5 在電子、化學、宇航、國防等行業(yè)中，許多裝配操作需要特殊環(huán)境，人類難以進人或非常危險，只有自動化裝配才能保障生產(chǎn)安全。 　　隨著科學技術的發(fā)展和進步，在機械制造業(yè)，CNC、FMC,FMS的出現(xiàn)逐步取代了傳統(tǒng)的制造技術，它們不僅具備高度自動化的加工能力，而且具有對加工對象的靈活性。如果只有加工技術的現(xiàn)代化，沒有裝配技術的自動化，F(xiàn)MS就成了自動化孤島。裝配自動化的意義還在于它是CIMS的重要組成部分。 2.國內(nèi)自動裝配技術的現(xiàn)狀及進展 在我國, 應用自動裝配技術起步較晚, 于五十年代末開始在軸承行業(yè)設計和建立球軸承自動裝配線。隨后, 為發(fā)展自動裝配作業(yè)的半自動和自動裝置, 陸續(xù)有所出現(xiàn)、革新和改進。 近年, 我國自動裝配技術有一定進展, 已陸續(xù)自行設計, 建立和引進了一些半自動和自動裝配線和裝配工序半自動裝置。尤其在軸承、電機電器、汽車拖拉機、內(nèi)燃機、儀器儀表、自行車、縫紉機、手表、日用五金等行業(yè)發(fā)展較快。從事自動裝配技術的專業(yè)科研、設計隊伍逐漸形成, 并建立了專業(yè)學術機構。自動裝配技術作為一門新興專業(yè)正在形成。 可以了解國內(nèi)業(yè)已設計和建立的半自動裝配線有以下幾個特點: 1 ) 在自動裝配技術的三個主要組成部分, 傳送、供給和裝配作業(yè)中, 以傳送的自動化程度較高, 裝配作業(yè)其次, 自動供給則更少, 其中尤以裝配零件的自動走向比較困難。 2 ) 在裝配作業(yè)中以清洗、分選、螺紋擰緊、不平衡量測量等工序的自動化程度較高,裝入、壓入過盈連接等工序其次, 而螺紋件的對準和擰入以及裝配中檢測等工序進展不快。 3 ) 從裝配線的結構形式來看, 以直進式同步傳送為多, 間歇傳送型遠多于連續(xù)傳送型, 非同步式傳送尚未見成功應用。 4 ) 自動化程度較高的半自動和自動裝配線集中在軸承、電機電器、汽車和發(fā)動機以及自行車、手表行業(yè), 裝配對象多半為小型部件和產(chǎn)品 3.國外自動裝配技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 現(xiàn)代化自動裝配線(機) 的生產(chǎn)率是指每小時為100~2000件; 在多品種中批量生產(chǎn)中, 在美國是指每小時產(chǎn)量在25~100件內(nèi)。 國外在六十年代, 為提高裝配機效率曾一度大力發(fā)展連續(xù)輸送式裝配機。但到了七十年代, 美國、日本、蘇聯(lián)、聯(lián)邦德國、英國、法國及瑞士等國家考慮到部件通用化與標準化, 己較少發(fā)展這種類型設備, 而著重發(fā)展通用化程度較高的直線型和回轉型間歇輸送方式裝配線(機)。近年來, 由于直線間歇輸送式裝配線(機) 具有使用維修方便、配置靈活、易改裝復甲等一系列優(yōu)點,得到廣泛應用。目前, 美國約有50 % , 日本有60~70 % 裝配線(機) 為直線輸送式。尤其是在汽車制造業(yè)中, 較大型零件的自動裝配線, 幾乎都是這種輸送方式。 聯(lián)邦德國H il le r 公司于七十年代中期研制并投入使用的缸蓋裝配線。該線在負荷率為80% 時，每小時裝配缸蓋75 件。線上采用了缸蓋加熱、冷凍閥座及導管新工藝, 使裝配質(zhì)量明顯提高。 美國Kinsgbly 公司于八十年代初期研制的用于裝配齒輪泵的半圓形平面軌道式同步輸送自動裝配線。該線采用對裝配件存放姿態(tài)可進行檢測及測量泵體腔孔尺寸以選擇齒輪“ 級別” 的先進技術。 美國Cross 公司于七十年代末期研制出了具有加工、裝配、試驗等綜合工藝, 節(jié)拍時間僅為12 秒, 有五個部分組成的差動箱生產(chǎn)系統(tǒng), 被認為是較先進的代表性產(chǎn)品。該系統(tǒng)第一部分呈“ 復線” 布局, 生產(chǎn)率為340件/ 小時(單線為170 件/ 小時)。從1 至25 工位采用同步輸送托扳系統(tǒng), 完成中孔 等加工工序。從2 6 至3 0 工位采用非同步輸送托扳系統(tǒng), 完成軸承裝入及套裝螺栓等裝配工序。第四部分采用非同步輸送隨行夾具系統(tǒng), 全為裝配工藝內(nèi)容的自動裝配線。可將環(huán)形齒輪套裝在差動箱上, 并自動將其壓入及檢測壓入質(zhì)量、自動擰緊10個螺釘并檢查其扭矩值。第五、六部分為用于完成裝配及試驗為主要工藝內(nèi)容的自動裝配線。各線生產(chǎn)率均為3 0 件/ 小時。自動線采用了“ 定壓壓入” 、“ 故障燈光閃現(xiàn)” 、“ 扭矩值自動顯示” 、“ 自動選擇墊片厚度” 、“ 行星齒輪系傳動比測定” 、“差動箱跑合試驗” 等先進技術。 日本三協(xié)精機于七十年代后期為蘇聯(lián)“ 卡瑪” 汽車廠研制的節(jié)拍時間僅為5.5 秒、全長為2 0 。米, 造價13 億日元的大型噴油器綜合生產(chǎn)系統(tǒng), 其規(guī)模與技術上的先進性,被同行譽為具有世界上第一流水平。該系統(tǒng)除對螺釘、彈簧、墊片、銷釘、頂桿及偶件等完成相應裝配工序外, 還可進行調(diào)壓試驗、磨合試驗、流量試驗、噴霧試驗、高低壓腔性能試驗。但其中有些項目的試驗, 需人工作“ 輔助性參與” 。 主要參考文獻 [1] 李陸山. 安全帶卷收預緊裝置[J]. 汽車運用. 2000(07) [2] 尚久浩主編.自動機械設計[M]. 中國輕工業(yè)出版社, 2003 [3] 融亦鳴等著.計算機輔助夾具設計[M]. 機械工業(yè)出版社, 2002 [4] Walter Frick. 需要定制的自動化系統(tǒng)[J]. 現(xiàn)代制造. 2008(28) [5] 歲豐. 新型自動裝配線[J]. 管理科學文摘. 1996(08) [6] 趙錫芳. 智能裝配機器人機構的研究和發(fā)展[J]. 機器人. 1990(04) [7] 叢明,錢文瀚,張堅志. 自動裝配線故障分析與研究[J]. 組合機床與自動化加工技術. 1994(10) [8] 王鏞. 自動化裝配技術的研究與發(fā)展[J]. 組合機床與自動化加工技術. 1990(11) [9] 李瑾,李婕,陳濤. 隨夾的自動定位夾緊裝置的設計[J]. 制造技術與機床. 2010(12) [10] 孫銘啟. 機器人在裝配作業(yè)中的應用[J]. 組合機床與自動化加工技術. 1994(09) [11] 姜中威. 自動化裝配技術與柔性裝配系統(tǒng)探索[J]. 黑龍江科技信息. 2004(10) [12] 平雪良,陶宇,葉晶,董寧. 基于坐標系的自動裝配方法的研究與實現(xiàn)[J]. 機械設計. 2011(11) [13] 張肇富. 自動裝配零件的檢測裝置[J]. 上海計量測試. 1997(06) [14] 張萍,廖文和,劉長毅. 基于裝配特征的零件自動裝配[J]. 機械制造與自動化. 2004(05) [15] 林繩宗. 國外制造業(yè)自動化現(xiàn)狀及其發(fā)展趨向[J]. 世界產(chǎn)品與技術. 1996(02) 本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑） 問題1: 本課題主要研究的是安全帶卷的自動裝配問題。在自動裝配過程中必須滿足所要求的精度。所以要解決基礎裝配件在隨行夾具中存在的安裝誤差, 通常可在夾具設計及制造工藝方面采取措施加以控制。 研究手段:本課題的基礎裝配件是在隨行夾具上定位夾緊的, 故隨行夾具也必須準確定位。為了遵循定位基準統(tǒng)一的原則, 本課題隨行夾具采用“一面兩孔” 組合定位。 問題2: 零件能否在既定條件下順利地完成配合, 取決于兩零件在開始接觸的一瞬間的相對位置偏差。如果零件在接觸時出一現(xiàn)相對位置偏差, 將產(chǎn)生接觸力。零件與機器人手腕,夾爪將出現(xiàn)微小變形。這種變形會影響零件的移動路線。 研究手段: 在裝配機器人的手腕上可裝一組力傳感器, 用于檢測接觸力在三個垂直座標軸方向的分力以及繞三個軸的扭矩。 揚州大學廣陵學院畢業(yè)設計（論文）外文資料翻譯 教 科 部： 機 械 制 造 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 姓 名： 張 翔 學 號： 100007144 外 文 出 處： 附 件： 指導老師評語 簽名： 年 月 日 GAPP：一個裝配工藝生成規(guī)劃器 摘要 本文介紹了關于自動化裝配規(guī)劃的深入研究成果。一個裝配工藝生成規(guī)劃器（GAPP）已經(jīng)開發(fā)出來，通過輸入要組裝的產(chǎn)品的實體模型，然后就可以輸出它的可行裝配序列。一旦該產(chǎn)品可以用商業(yè)建模軟件生成實體模型，就可以通過GAPP產(chǎn)生實體模型的邊界表示（B-REP）文件，生成一個有裝配工藝規(guī)劃的關系圖。此圖從幾何，穩(wěn)定性和可訪問性的觀點展示了一切合理的裝配序列。合理的裝配序列的共同優(yōu)點,可以用相關的標準來決定，比如一定數(shù)量的再定位或者類似裝配序列可以連續(xù)的操作。發(fā)動機是非常具有柔性的并且可以統(tǒng)一處理不同的裝配問題，例如，遇到需要拆卸修復的產(chǎn)品可以不完全拆卸，同時也可以采用預先組件來裝配。工業(yè)產(chǎn)品實例說明了這種工具的潛力。 關鍵詞：組裝，拆卸，裝配序列，裝配規(guī)劃 介紹 較短的產(chǎn)品生命周期、小批量、按時制造生產(chǎn)已經(jīng)大大耗費了組裝的時間。這已經(jīng)呼吁有效的軟件工具來協(xié)助規(guī)劃。 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重要的。早期在裝配規(guī)劃側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(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(chǎn)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(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(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(chǎn)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(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(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(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(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 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