[發明專利]無紙化三維裝配工藝文件的實現方法

無效

• 申請號: 200810019204.4
• 申請日: 2008-01-16
• 公開（公告）號: CN101216862A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 焦光明;張丹;左敦穩;薛善良;周華林;閆靜;楊發春
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學;南京晨光集團有限責任公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司
• 代理人: 瞿網蘭

技術領域

本發明涉及一種產品裝配工藝的生成方法，尤其是三維裝配工藝文件的獲取、生成方法，具體地說是一種無紙化三維裝配工藝文件的實現方法。

背景技術

眾所周知，裝配是產品生命周期中的重要環節，是根據確定的精度標準和技術要求，將一組零散的零件通過合理的工藝流程及各種必要的方式聯結組合起來，使之成為產品的過程；是影響產品性能、質量、開發周期和成本的主要因素之一。所以裝配工藝的設計及實施質量決定著產品的競爭力。隨著三維CAD軟件的迅速發展與普及，三維CAD技術正在代替二維CAD系統成為企業產品創新設計和數字化設計制造的基礎平臺。

目前的裝配工藝設計都是針對二維圖紙采用人工編制，編制周期長，過分依賴工藝人員的技術水平和裝配經驗，裝配工藝設計繁瑣且不規范。而計算機輔助工藝規劃(CAPP)系統只是提供一個進行人工編制工藝卡片的計算機平臺，基于二維視圖的裝配工藝設計知識的表達、生成、組織與管理比較困難，并無法直觀地，交互地對裝配過程進行仿真和評估，另外二維紙質工藝文件無法直觀反映裝配細節與要求，給工藝技術狀態控制、操作人員理解、使用帶來困難。

目前對于三維裝配技術的研究集中在利用計算機對產品的空間幾何、拓撲結構和裝配約束關系進行自動分析和推理，建立零部件間的裝配順序優先約束，從而找出所有幾何上可行的裝配序列，并通過某種評價機制(如最短裝配時間和最小裝配成本)進行優選。但據申請人所知，目前尚無一個完整的，用于三維裝配工藝規劃并生成三維工藝卡片和裝配過程動畫的三維裝配工藝設計方法可供人們借鑒使用。

發明內容

本發明的目的是針對傳統的基于二維CAD的CAAPP系統將難以完全滿足企業CAD/CAPP/CAM集成的需要以及傳統的基于手工的裝配工藝設計方法不能滿足制造系統高效率、信息高度集成的要求，不能滿足瞬息萬變的市場對產品開發周期的要求的問題，發明一種基于三維CAD基礎設計平臺的、可由工藝設計人員直接調用產品CAD數據庫，快速完成無紙化三維裝配工藝文件的實現方法。

本發明的技術方案是：

一種無紙化三維裝配工藝文件的實現方法，其特征是它包括以下步驟：

首先，由工藝設計人員從產品設計數據庫中調取待裝配產品的CAD裝配文件，利用CAD二次開發接口程序讀取CAD裝配模型文件的層次信息、約束信息，建立約束鏈表，并由程序重新進行組織生成零件的拓撲信息和裝配信息，存入裝配信息數據庫ASSEMBLY_DB中；

其次，利用CAD軟件對零件的CAD設計模型進行三角面片分割，生成三角面片文件(如STL、VRML等文件格式)，然后建立零件模型的各種幾何特征(軸線，平面，圓柱面等)與面片之間的映射關系，并通過數據轉換接口程序生成包含這些面片信息的虛擬現實文檔——NFF格式文件，獲得能夠利用虛擬現實軟件開發包World?Toolkit顯示的裝配模型的幾何信息；

第三，由系統根據零件的裝配約束和接觸數目推薦各子裝配體的基礎件，并高亮顯示與之有裝配約束和接觸關系的其他零件，然后由工藝設計人員確定各個子裝配體，通過軟件建立初步的層次裝配結構和子裝配體的裝配順序；

第四，以上述層次裝配結構和子裝配體的裝配順序為基礎，在虛擬裝配環境中選取工裝/工具模型依次對裝配單元進行裝配，實時進行碰撞干涉檢測，驗證裝配順序的可行性及裝配的合理性，得到可行的零件裝配工步序列表。同時由軟件記錄所有可行性裝配的路徑結點信息；

第五，工藝人員將上述工步順序以及裝配路徑結點信息按照生產線實際工位進行組合，得到每個工序的三維立體圖文件和裝配動畫效果文件，同時生成工藝卡片，其中工藝卡片主要包括二個部分：文字表格區域和三維裝配動畫區域，由工藝人員對文字表格部分進行編輯，根據四中產生的裝配路徑結點信息生成三維裝配動畫，并嵌入到工藝卡片中；

最后，將上述生成的每個工序的三維立體圖文件、裝配動畫效果文件及工藝卡片保存到裝配數據庫中，由裝配人員根據工位編號查詢數據庫調用本工位的工藝卡片及三維立體圖文件、裝配動畫效果文件在工位顯示器中顯示，并能根據裝配人員的要求反復演示示教。

本發明的有益效果：

本發明解決了二維紙制工藝文件無法直觀反映裝配細節與要求，不利于操作人員理解和使用的問題，具有直觀性、交互性好的特點，通過它，工藝人員可以通過導入的CAD設計模型，方便的編制三維裝配工藝文件，也可以對裝配現場的操作人員起到示教的作用。以便于降低裝配設計成本、縮短裝配周期和提高運行效率。

附圖說明

圖1是裝配三維工藝設計系統軟件結構圖。