基于特征驱动的可重构柔性工装智能交互设计系统研究

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tq19822002
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汽车“多品种、小批量”生产模式对开发周期与生产成本提出了更严格的要求。焊接工装夹具是保证车身焊接质量与精度的重要工艺装备,其设计制造效率对焊接工艺周期有着重要的影响。目前计算机辅助夹具设计能在一定程度上提高设计效率,但其智能化、柔性化程度仍严重制约汽车焊接工装夹具的开发效率,因此如何利用工装夹具结构设计知识实现车身焊接夹具智能化设计,缩短设计周期成为了新的研究热点。本文以车身焊接工装夹具设计过程为研究对象,针对车身零件复杂结构特征导致夹具设计任务重、设计周期长等问题,研究可重构柔性车身焊接夹具智能交互设计系统关键技术,从理论和方法上深入研究计算机辅助夹具智能设计技术,开发工装夹具设计原型系统,验证了理论与方法的可行性。研究工作主要体现在:(1)研究NX二次开发方法理论方法,对比分析了NX/Open、UG/Open开发方法原理、架构,并对其他开发工具Journaling、Block UI、Menu Script进行阐述。基于以上基础,提出一种适合企业快速二次开发的方法流程,为后续开发提供技术支持。(2)分析车身结构特征,提出一种“标准件+非标准件”模块化柔性组合车身焊接夹具方案,得到多种常见典型夹具类型结构,利用不同种类、不同规格的标准件与非标准件的排列组合,实现对车身可重构柔性夹紧定位。(3)在NX软件平台创建了夹具标准件三维模型模板,并以此构建了夹具标准件库,实现对夹具标准件的管理。基于参数化建模理论和同步建模技术,提出一种驱动参数模板的非标准件自适应变型建模方法,能够针对复杂的车身结构特征,实现自适应快速建模装配。(4)研究柔性车身焊接夹具设计装配过程,构建智能数字体模型。提出一种基于规则推理与实例推理的混合推理夹具类型选择算法,通过UI交互输入,得到具体夹具类型。以实际设计经验为基础,根据定位夹紧关键尺寸进行夹具规格推理,实现标准件规格的快速选择。其次,基于物体空间坐标转换理论提出一种语义快速搜索装配特征算法,构建装配约束,实现夹具自动装配。最后,基于特征完成非标准件的自适应建模设计,从而完成整个焊接夹具智能设计过程。(5)基于以上理论与方法,针对车身焊接夹具设计需求,通过NX二次开发完成柔性化车身焊接夹具智能交互设计原型系统。以某车型前地板总成焊接夹具设计为例,进一步验证该系统的可行性。
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