【正文】 開(kāi)發(fā)了機(jī)械零件裝配性驗(yàn)證和裝配機(jī)器可視化系統(tǒng)，支持設(shè)計(jì)者在虛擬環(huán)境中進(jìn)行裝配分析和裝配性能評(píng)價(jià)。 隨著虛擬裝配技術(shù)的日漸成熟，虛擬裝配技術(shù)的優(yōu)越性也越來(lái)越明顯，將虛擬技術(shù)應(yīng)用到數(shù)控試驗(yàn)臺(tái)的虛擬裝配過(guò)程中，采用虛擬裝配技術(shù)在試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)階段就可以驗(yàn)證零部件之間的配合和可裝 配性，確保設(shè)計(jì)的正確性，避免損失。 2．不能體現(xiàn)并行設(shè)計(jì)的思想。制造業(yè)為滿足日益變化的用戶要求，其制造技術(shù)必須有較強(qiáng)的靈活性，能夠以小批量甚至單件迎合市場(chǎng)，面對(duì)這樣的市場(chǎng)現(xiàn)狀，傳統(tǒng)的裝配缺點(diǎn)就暴露了出來(lái)。這樣，在不需要做出物理樣機(jī)的情況下，就可以解決大部分的產(chǎn)品裝配問(wèn)題，從而能夠大大縮短新產(chǎn)品的研發(fā)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，降低設(shè)計(jì)成本 。裝配仿真作為虛擬設(shè)計(jì)制造的關(guān)鍵技術(shù)之一，具有廣闊的應(yīng)用前景。 傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造必須等零件全部加工完成之后才可進(jìn)行裝配，不能體現(xiàn)并行設(shè)計(jì)的思想。 裝配是產(chǎn)品生命周期的重要環(huán)節(jié)，是產(chǎn)品功能實(shí)現(xiàn)的主要過(guò)程。設(shè)計(jì)階段決定了產(chǎn)品如何加工、如何裝配，甚至決定了產(chǎn)品將來(lái)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的地位。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就要求人們將制造技術(shù)與飛速發(fā)展著的系統(tǒng)科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能等有機(jī)融合，形成全新概念的具有信息化、自動(dòng)化、智能化、敏捷化等特點(diǎn)的虛擬設(shè)計(jì)制造技術(shù)。就消費(fèi)者而言，其消費(fèi)需求日益主體化、個(gè)性化、多元化，而且不同程度地體現(xiàn)出短時(shí)性；而對(duì)于制造商來(lái)說(shuō)，隨著區(qū)域性、國(guó)際性市場(chǎng)壁壘的淡化，他們面對(duì)著的是全球市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)。 關(guān)鍵詞： 虛擬裝配、 Pro/Engineer、裝配順序、零件建模、運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真 ABSTRACT Product development in an increasingly petitive today, in order to shorten product development cycles, reduce costs, and the rational use of resources. Use of virtual design software products has bee a trend in all the design aspects of the kinematic simulation is an important part of product development and design process. Collection of desktop PC virtual assembly methods of research, the machine which you want to achieve the functional requirements of the machine sports bodies design and analysis guaranteed to last a agency can achieve the required functional requirements, followed by the right designed the machine carried out based on Pro / E modeling. And interference analysis model established in this process can find some of the problems in the design, make adjustments in a timely manner, greatly shorten the design cycle. Finally, the assembly simulation and motion simulation. Assembly simulation can clearly express the order of the machine39。運(yùn)動(dòng)仿真能夠模擬在真實(shí)環(huán)境中模型的工作狀態(tài)，從而可以對(duì)其進(jìn)行分析和判斷。最后進(jìn)行裝配仿真和運(yùn)動(dòng)仿真。 收集臺(tái)機(jī)的虛擬裝配方法研究，首先是在機(jī)器所要達(dá)到的功能要求下，對(duì)機(jī)器的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，能保證機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)所要求的功能要求，其次在對(duì)設(shè)計(jì)出來(lái)的機(jī)器進(jìn)行基于 Pro/E建模。摘 要 在產(chǎn)品的 開(kāi)發(fā)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的今天，為縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，降低成本，合理使用資源。利用軟件對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行虛擬的設(shè)計(jì)已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，在所有的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。然后對(duì)建立起來(lái)的模型進(jìn)行干涉分析，在這過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)一些設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，及時(shí)的做出調(diào)整，大大的縮短了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期。裝配仿真能清晰的表達(dá)出機(jī)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，及其裝配的順序，有利于保證機(jī)器的最后質(zhì)量。 對(duì)軋鋼收集臺(tái)架的虛擬裝配，運(yùn)動(dòng)仿真表明：運(yùn)動(dòng)模擬與實(shí)際機(jī)構(gòu)運(yùn)功相吻合，能達(dá)到機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)要求。s internal structure, its assembly will help to ensure the final quality of the machine. Motion simulation can simulate the state of the model in the real world, which can analyze and judge. Gathered on the rolling bench, virtual assembly, motion simulation: motion simulation and the actual institutions to exercise our powers, and can reach the kinematic requirements. Keywords: virtual assembly, Pro / Engineer and assembly sequence, part modeling, kinematics simulation 目 錄 1 緒論 ……………………………………………………………………………… 1 研究背景 …………………………………………………………………… .1 課題目的和意義 ………………………………………………………… .2 國(guó)內(nèi)外研究綜述 ……………………………………………………… ..2 虛擬裝配技術(shù)的主要功能 …………………………………………… .3 虛擬裝配的研究?jī)?nèi)容 ………………………………………………… ..4 2 收集臺(tái)架的機(jī)構(gòu)原理設(shè)計(jì)分析 ……………………………………… ...5 收集臺(tái)架的工作原理 ……………………………………………………… 5 收集臺(tái)架的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) …………………………………………………… ..5 平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件 ……………………………………… .6 汽缸行程的計(jì)算 ……………………………………………………… ..7 3 裝配工藝?yán)碚摲治黾胺抡嫜芯?…………………………………… ..8 組件方法簡(jiǎn)介 ……………………………………………………………… .8 自底向上的裝配設(shè)計(jì)方法 …………………………………………… ..8 自頂向下的裝配設(shè)計(jì)方法 …………………………………………… .8 裝配工藝?yán)碚摲治?……………………………………………………… .10 小車裝配工藝分析 …………………………………………………… ..10 收集臺(tái)架總裝工藝分析 ……………………………………………… .11 收集臺(tái)架底架的虛擬裝配 …………………………………………… ..12 分解裝配體 ………………………………………………………………… 16 自動(dòng)分解視圖 …………………………………………………………… 17 4 仿真研究 ……………………………………………………………………… 17 零件建模 …………………………………………………………………… .17 車輪軸建模 ……………………………………………………………… 17 裝配體干涉分析 …………………………………………………………… 25 …………………………………………………………………… ..27 運(yùn)動(dòng)仿真分析 …………………………………………………………… ...30 總 結(jié)與展望 ……………………………………………………………………… 35 參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………… .36 致 謝 …………………………………………………………………………… ..37XXX 大學(xué) XX 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 1 1 緒論 研究背景 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，產(chǎn)品的供求雙方都發(fā)生了很大的變化。這就要求制造企業(yè)需要以最短的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)間（ Time）、最優(yōu)的產(chǎn)品質(zhì)量（ Quality）、最低的成本和價(jià)位（ Cost）、最優(yōu)的服務(wù)（ Service）、快速的市場(chǎng)適應(yīng)性（ Flexibility）來(lái)贏得市場(chǎng)，即依靠產(chǎn)品的 TQCSF強(qiáng)化企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。 設(shè)計(jì)是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中至關(guān)重要的一環(huán)。設(shè)計(jì)成本雖然只占產(chǎn)品開(kāi)發(fā)總成本的 5%，卻決定了產(chǎn)品總成本的 7080%。在工業(yè)化國(guó)家的產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，大約 1/3左右的人力在從事與產(chǎn)品裝配 有關(guān)的活動(dòng)，裝配工作量占整個(gè)制造工作量的 20%70%，裝配時(shí)間占整個(gè)制造時(shí)間的 40%60%，裝配成本則占制造成本的 40%以上，裝配的工作效率和工作質(zhì)量對(duì)產(chǎn)品的制造周期和產(chǎn)品的最終質(zhì)量都有著極大的影響。一般要反復(fù)修改，進(jìn)行多次試裝配，致使產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期延長(zhǎng)，研發(fā)成本增加，因而產(chǎn)品的設(shè)計(jì)極有可能成為限制新產(chǎn)品研發(fā)速度的瓶頸。它是用可視化手段 來(lái)模擬裝配體的實(shí)際裝配過(guò)程，即利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和仿真技術(shù)，在計(jì)算機(jī)上建立機(jī)械系統(tǒng)模型，并進(jìn)行三維可視化處理，模擬產(chǎn)品的實(shí)際裝配過(guò)程。 XXX 大學(xué) XX 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2 課題目的和意義 隨著全球市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，加快產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)速度己成為競(jìng)爭(zhēng)的重要手段之一，近 20 年來(lái)，制造業(yè)市場(chǎng)環(huán)境發(fā)生了巨大變化，使制造廠商不得不著眼于全球市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，快速將多樣化的產(chǎn)品推向市場(chǎng)是制造商把握市場(chǎng)先機(jī)而求生存的重要 保障。如下： 1．必須等零件全部加工完成之后才可進(jìn)行裝配。 3．一般要經(jīng)過(guò)反復(fù)修改，進(jìn)行多次裝配、周期長(zhǎng)、成本高，不能適應(yīng)當(dāng)今市 場(chǎng)的敏捷要求。同時(shí)在試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)階段還可以解決運(yùn)動(dòng)構(gòu)件在裝配過(guò)程中的協(xié)調(diào)各零部件位置關(guān)系、總體范圍設(shè)計(jì)、可能的干涉情況，讓設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)階段模擬其裝配過(guò)程，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并在設(shè)計(jì)階段完全解決，在虛擬環(huán)境中完成是煙臺(tái)的虛擬裝配建模、公差與配合分析、虛擬裝配規(guī)劃和裝配過(guò)程動(dòng)畫(huà)演示，在并行設(shè)計(jì)中確保最后產(chǎn)品的可裝配性。德國(guó) BMW公司建立了 Virtual Process Wee體系，利用虛擬技術(shù)對(duì)汽車裝配流程的合理性加以測(cè)試。在汽車制造和航空工業(yè)中，虛擬裝配技術(shù)在工XXX 大學(xué) XX 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 3 業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的應(yīng)用就更加普遍了。對(duì)虛擬轉(zhuǎn)配技術(shù)的研究主要集中在裝配建模、計(jì)算機(jī)輔助裝配工藝規(guī)劃、面向裝配的設(shè)計(jì)、柔性裝配系統(tǒng)規(guī)劃以及機(jī)器人裝配作業(yè)建模和路徑優(yōu)化方面。華中理工大學(xué)的周濟(jì)、張新訪、莫建中等對(duì)于虛擬裝配技術(shù)開(kāi)展了較為深入的研究，并與清華大學(xué)在航天二院并行工程一期實(shí)施中合作開(kāi)發(fā)了一套面向裝配的設(shè)計(jì)系統(tǒng)。浙江大學(xué) CADamp。 縱觀國(guó)內(nèi)研究成果，大多集中在虛擬裝配單點(diǎn)技術(shù)上，系統(tǒng)化的實(shí)用系統(tǒng)往往是一些原型系統(tǒng)或主要針對(duì)某一特定產(chǎn)品對(duì)象，在智能化、并行化 、虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化方面還需要做更為深入地研究。 Boothroyd對(duì)已發(fā)表的 43個(gè)應(yīng)用實(shí)例的統(tǒng)計(jì)分析表明，虛擬裝配的平均效果為 :零件數(shù)目減少 %，裝配操作減少 %，裝配時(shí)間縮短 %，裝配成本降低 %，產(chǎn)品總成本則下降了 37%。大型機(jī)械產(chǎn)品中有成千上萬(wàn)的零件要進(jìn)行裝配，其配合設(shè)計(jì)和可裝配性設(shè)計(jì)人員不易掌握，以往要到產(chǎn)品最后裝配時(shí)才能發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致零件的報(bào)廢和產(chǎn)品上市時(shí)間的延遲，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失或信譽(yù)損失。同時(shí)XXX 大學(xué) XX 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 4 在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段還可以解決運(yùn)動(dòng)構(gòu)件在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)關(guān)系、運(yùn)動(dòng)范圍設(shè)計(jì)、可能的運(yùn)動(dòng)干涉情況的交互，給予用戶身臨其境的感覺(jué)，在虛擬環(huán)境中完成虛擬裝配建模、虛擬裝配序列 規(guī)劃、路徑規(guī)劃和裝配過(guò)程仿真，公差與配合分析等在并行設(shè)計(jì)中確保最后產(chǎn)品的可裝配性。這是裝配設(shè)計(jì)的外在表現(xiàn)，裝配設(shè)計(jì)的基 本任務(wù)是從原理方案出發(fā)在各種制約因素下尋求裝配結(jié)構(gòu)的最優(yōu)解，由此擬訂裝配草圖?；疽笫谴_保產(chǎn)品的零部件能裝配到位，進(jìn)一步的要求是確保產(chǎn)品裝配能夠比較容易實(shí)現(xiàn)，即裝配成本能夠比較低廉。設(shè)計(jì)制造的最終要求是能夠形成滿足用戶要求的產(chǎn)品，考慮可裝配性必須先于可制造性。 4．并行設(shè)計(jì)的技術(shù)支持和保障。裝配在生產(chǎn)過(guò)程中的支配地位確定了裝配的決定作用。 (1)裝配建模： 裝配信 息建模是虛擬裝配過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。因此，裝配模型是進(jìn)行虛擬裝配的信息基礎(chǔ)和前提條件．分析實(shí)驗(yàn)臺(tái)中各零部件的位置關(guān)系，在設(shè)計(jì)好 2D圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行三維模型的建立。目前進(jìn)行的公差分析主要是功能性分析，即已知零件的尺寸公差，分析裝配封閉環(huán)的尺寸公差是否滿足設(shè)計(jì)要求。 (3)裝配過(guò)程分析：裝配工藝規(guī)劃主要指裝配路徑規(guī)劃。主要包括：裝配體及相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型的前置處理、分離方向的確定、分離平移量的確定、拆分方向的確定和干涉檢查。 收集