[發明專利]用于三維船舶建模零件的自動裝配方法

有效

• 申請號: 200910214510.8
• 申請日: 2009-12-31
• 公開（公告）號: CN101751499A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 黃曉
• 申請（專利權）人: 廣州文沖船廠有限責任公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 廣州市一新專利商標事務所有限公司 44220
• 代理人: 馬麗麗

技術領域

本發明涉及一種自動裝配方法，尤其是一種三維船舶建模零件的自動裝配方法。屬于 船舶三維設計領域。

背景技術

三維系統中的裝配是一種虛擬裝配。虛擬裝配是指在虛擬環境中，利用虛擬現實技術 將設計的產品三維模型進行預裝配，在滿足產品性能與功能的條件下，通過分析、評價、 規劃、仿真等改進產品的設計和裝配的結構，實現產品可裝配性和經濟性。在船體專業中， 虛擬裝配涉及到兩方面的內容：一是確定零件相互間的焊接關系，二是確定零件的組件歸 屬問題。本申請涉及的裝配問題屬于第二方面問題，這種裝配亦稱為組件裝配。船體結構 虛擬組件裝配的目的首先是為了得到最優的組件裝配方案，其次是為了能夠順利生成三維 組件裝配圖。

大部分的三維建模系統都有裝配功能，但都屬于手工裝配。幾百上千個零件的裝配無 疑是一個枯燥繁重的工作。為了解放生產力，人們希望能夠設計一個有效的自動裝配方法。 但現有的裝配方法主要以機械裝配為主，船體相關的自動裝配方法很少，研究船體組件裝 配的基本沒有。船體的自動裝配系統是指通過系統和程序來分析出零件的組件歸屬(在已 知編碼的情況下)，然后自動裝配到正確的組件下。在分段內存在相同組件的情況下，僅由 零件的編碼無法區分出正確的組件。目前，市面上并沒有專門的船體零件裝配分析方法， 而傳統的機械裝配方法無法適用于船體零件的裝配分析。

發明內容

為了克服現有技術的不足，研究一種有效的船體裝配分析方法來支持船體自動裝配系 統的研究和開發。本發明提供一種全新的設備用于三維船舶建模零件的自動裝配方法，該 方法為自動裝配系統的核心方法。該方法的研究創立使得自動裝配系統在僅依靠零件編碼 和零件重心兩組數據的情況下就可以準確判斷出零件的組件歸屬，從而實現真正的自動裝 配。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：該方法首先提出了組件內零件平均重心距 離和最小的理論，并以零件編碼和重心數據為基礎，結合組件內零件平均重心距離和最小的 理論，來判斷其零件的準確組件歸屬(組件名稱相同而安裝位置不同的兩個組件)。

首先，具體說明一下零件編碼的概念和解釋，法國Dassault?System公司的 CAD/CAE/CAM一體化軟件CATIA(Computer?Aided?Tri-Dimensional?Interface?Application) 是一種船舶三維建模軟件。CATIA的船體模型具有精確度高、仿真性強、視覺效果好的特 點，能夠提供逼真的數字模型。但由于CATIA所提供的船體建模工具不夠豐富，加上CATIA 本身的核心算法精確度過高，從而使得船體模塊的建模效率并不高。CATIA模型中的每個 零件以及對零件的各種附加修改結果都是一個完整的可操作對象，導致模型更新緩慢，任 何一個對象的修改都可能會引起關聯對象的重新生成，即使關聯對象沒有任何改變，使得 CATIA的模型一方面能夠因為一個零件的修改而自動完成相關零件的修改，避免漏改，也 減少了用戶需要手工調整零件的工作量；另一方面，由于這種關聯的特點是建立在高精度 的算法基礎上的，使得一旦分段的關聯零件數達到一定數目后，關聯修改會導致模型修改 速度明顯下滑。由于船舶的生產設計過程是一個反復修改的過程，一個分段在初次建模完 成后，往往還需要經過多次的修改才能最終完工。所以，雖然CATIA船體模塊的初次建 模效率相比其他三維軟件沒有落后太多，但模型的最終完工時間卻要遠落后于其他的三維 建模軟件。

為了利用CATIA對象類型多、仿真度高、對象關聯性強、屬性值豐富等優點，可以通 過CATIA的數據接口和二次開發工具，來豐富CATIA的建模工具，簡化建模操作；也可 以利用其對象屬性豐富的優點進行數據分析，減少數據的后處理工作；更加可以針對大批 量有規律的數據開發自動處理，提高總的生產設計效率和精度。

零件編碼是船舶的基礎數據，是在生產設計過程中由設計員對船體結構中最小元件的 命名。編碼的目的是為了指導船體結構的裝配，編碼的過程是一種裝配方案的設計過程， 對編碼的所有分析過程都是圍繞這個目的來進行的。