典型工藝驅(qū)動(dòng)的飛機(jī)三維裝配工藝快速設(shè)計(jì)方法.pdf

1、三維裝配工藝設(shè)計(jì)是保證飛機(jī)三維數(shù)字化研制體系發(fā)揮效能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于將產(chǎn)品、資源的三維模型引入可視化環(huán)境中，并通過(guò)交互式作業(yè)仿真來(lái)規(guī)劃裝配工藝，因此該模式不但有利于啟發(fā)設(shè)計(jì)人員的思維，而且能夠輔助生成可視化裝配指令來(lái)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。近年來(lái)，三維裝配工藝設(shè)計(jì)在飛機(jī)型號(hào)研制過(guò)程中體現(xiàn)出諸多優(yōu)勢(shì)，但也給相關(guān)領(lǐng)域的研究學(xué)者和技術(shù)人員帶來(lái)了挑戰(zhàn)。與傳統(tǒng)模式相比，三維環(huán)境中工藝設(shè)計(jì)信息的輸入和輸出更為復(fù)雜，包含仿真環(huán)節(jié)的工藝規(guī)劃過(guò)程耗時(shí)繁瑣，迫切需要

2、相應(yīng)的理論和方法來(lái)規(guī)范工藝設(shè)計(jì)過(guò)程、提升設(shè)計(jì)效率，保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)意圖信息到裝配現(xiàn)場(chǎng)的有效傳遞。本文以典型裝配工藝的發(fā)掘與重用為基礎(chǔ)，深入探討飛機(jī)三維裝配工藝的快速設(shè)計(jì)方法，論文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1)研究并建立了基于本體的裝配工藝信息集成模型。首先，分析了三維裝配工藝設(shè)計(jì)/仿真一體化模式下的信息構(gòu)成，對(duì)裝配過(guò)程進(jìn)行逐次分解與定義；其次，研究了三維裝配工藝設(shè)計(jì)領(lǐng)域的本體構(gòu)建流程，給出裝配對(duì)象、裝配過(guò)程、裝配資源及其關(guān)系的本體概念

3、定義方法；最后，以裝配工藝本體概念為依托，建立了三維裝配工藝信息的集成表示框架，明確了裝配對(duì)象、過(guò)程和資源之間的信息傳遞關(guān)系，為三維環(huán)境中裝配工藝信息的演進(jìn)、組織和控制提供了支撐。
　　2)提出了典型裝配工藝挖掘及結(jié)構(gòu)化描述方法。首先，分析了裝配指令信息的自然語(yǔ)義構(gòu)成，研究了典型裝配工藝的詞類和總體關(guān)聯(lián)關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步建立了典型裝配工藝語(yǔ)句的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)形式；其次，將裝配工藝文件信息轉(zhuǎn)化為的圖描述形式，利用Apriori頻繁子

4、圖挖掘方法實(shí)現(xiàn)了典型裝配工藝語(yǔ)句及其關(guān)聯(lián)關(guān)系的挖掘；最后，以典型工藝詞匯的關(guān)聯(lián)關(guān)系挖掘?yàn)榛A(chǔ)，給出了典型裝配工藝語(yǔ)句的參數(shù)化模板構(gòu)建方法，奠定了工藝語(yǔ)義規(guī)范化、參數(shù)化描述的基礎(chǔ)。
　　3)提出了典型裝配操作與仿真動(dòng)作場(chǎng)景的關(guān)聯(lián)驅(qū)動(dòng)方法。首先，以裝配仿真業(yè)務(wù)信息需求為基礎(chǔ)，建立了包含裝配連接方式、配合約束、幾何元素等方面信息的裝配操作語(yǔ)義模型，給出了三維環(huán)境中裝配仿真業(yè)務(wù)的語(yǔ)義驅(qū)動(dòng)流程；其次，研究了典型裝配操作與仿真動(dòng)作的信息映射機(jī)

5、制，建立了裝配操作語(yǔ)義信息的解析方法，分類和定義了裝配動(dòng)作及相關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了裝配操作信息從語(yǔ)義層到幾何層的傳遞。最后，研究了基于幾何約束的仿真運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算方法，通過(guò)裝配體模型中幾何約束的提取和運(yùn)動(dòng)對(duì)象的參數(shù)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了仿真動(dòng)作場(chǎng)景的參數(shù)化驅(qū)動(dòng)，有效減少了仿真業(yè)務(wù)中的人機(jī)交互操作。
　　4)提出了基于典型元素的可視化裝配指令快速生成方法。首先，以屬性信息作為裝配對(duì)象和資源相似性度量的要素，建立了“語(yǔ)義字符串”、“類型描述符”和“數(shù)值

6、”三類屬性的相似度計(jì)算公式；其次，將屬性相似度作為特征比較因素，建立了基于灰色關(guān)聯(lián)度的裝配任務(wù)整體相似性分析方法，支持指令規(guī)劃過(guò)程中典型裝配任務(wù)信息的比較和獲?。蛔詈?，研究并建立了典型元素驅(qū)動(dòng)的裝配指令快速規(guī)劃體系框架，給出了指令設(shè)計(jì)和典型信息重用的關(guān)鍵步驟，支持可視化裝配指令的快速設(shè)計(jì)和生成。
　　5)以某型飛機(jī)機(jī)翼裝配單元為實(shí)例，實(shí)現(xiàn)了飛機(jī)裝配指令快速規(guī)劃與仿真系統(tǒng)的構(gòu)建，驗(yàn)證了裝配工藝信息集成模型的構(gòu)建，典型工藝元素及工藝模