[發明專利]一種基于煙花算法的復雜機械產品裝配序列規劃方法

在審

• 申請號: 201510340947.1
• 申請日: 2015-06-19
• 公開（公告）號: CN105279570A
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發明（設計）人: 魯聰;李俊英;霍燈升;劉鑫;汪洋
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及復雜機械產品裝配規劃領域，具體涉及一種基于煙花算法的復雜機械產品裝配序列規劃方法。

背景技術

裝配規劃包括裝配建模、裝配序列規劃以及裝配路徑規劃這三個部分，其中裝配序列規劃是裝配規劃的核心，直接關系到產品的裝配成本。在傳統的機械產品裝配過程中，企業大多數利用有經驗的裝配工程師借助其自身的經驗進行裝配，但當裝配零部件過多時，由于產品的裝配序列的數量與產品零部件的數量呈指數增長，因此，對零件數目較多的復雜機械產品會出現裝配序列組合爆炸問題，僅憑裝配工程師的經驗很難確定其裝配序列，即使能確定也難以保證裝配序列的合理性和優越性，從而導致產品制造成本增加，開發周期延長，降低了產品市場競爭力。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于煙花算法的復雜機械產品裝配序列規劃方法，以快速獲得優化的裝配序列，從而有效降低產品制造成本，縮短產品開發周期。

一種基于煙花算法的復雜機械產品裝配序列規劃方法，包括以下步驟：

第一步：基于裝配體進行產品裝配建模，為基于煙花算法求解裝配序列建立基礎；

第二步：根據煙花算法的基本原理，構建面向裝配序列規劃的煙花算法，利用煙花算法的尋優機理對裝配序列進行優化，以裝配方向改變次數、裝配方向穩定性和裝配工具變換次數三個評價指標，在眾多可行裝配序列中尋找到最優的裝配序列；

第三步：用MATLAB編程實現基于煙花算法的裝配序列規劃方法，獲得優化的裝配序列。

本發明與現有技術相比，其有益效果在于：

基于煙花算法的復雜機械產品裝配序列可行解空間搜索范圍大，有利于找到更加合理的裝配序列，同時裝配序列規劃速度快，不需要太多迭代次數就可獲得優化的裝配序列，能更加有效地降低產品制造成本，縮短產品開發周期。

附圖說明

圖1為煙花算法流程圖；

圖2為裝配示意圖；

圖3為裝配體+x方向的干涉矩陣；

圖4為裝配體+y方向的干涉矩陣；

圖5為裝配體+z方向的干涉矩陣；

圖6為裝配體的穩定支撐矩陣；

圖7為裝配體零部件的裝配工具集合。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明。本發明的實施方式包括但不限于下列實施例。

參照圖1，一種基于煙花算法的復雜機械產品裝配序列規劃方法，步驟如下：

第一步：基于裝配體進行產品裝配建模見圖2，為基于煙花算法求解裝配序列建立基礎；確定裝配體的初始干涉矩陣、穩定支撐矩陣和裝配工具變換次數，見圖3、圖4、圖5、圖6和圖7所示；

步驟1圖3中的1表示零件i沿坐標軸+x方向裝配時與零件j發生干涉，0表示零件i沿坐標軸+x方向裝配時與零件j不發生干涉；

步驟2圖4中的1表示零件i沿坐標軸+y方向裝配時與零件j發生干涉，0表示零件i沿坐標軸+y方向裝配時與零件j不發生干涉；

步驟3圖5中的1表示零件i沿坐標軸+z方向裝配時與零件j發生干涉，0表示零件i沿坐標軸+z方向裝配時與零件j不發生干涉；

步驟4圖6中的2表示零件i與零件j之間存在穩定連接關系，且零件i僅在重力下能穩定保持在零件j上，1表示零件i與零件j之間存在穩定連接關系，且零件j用夾具保持穩定更好，0表示零件i與零件j之間不存在連接關系。

第二步：根據煙花算法的基本原理，構建面向裝配序列規劃的煙花算法見圖1，利用煙花算法的尋優機理對裝配序列進行優化，以裝配方向改變次數、裝配方向穩定性和裝配工具變換次數三個評價指標，在眾多可行裝配序列中尋找到最優的裝配序列；

確定初始煙花數為n＝100，循環次數為t＝100，火花總數為m＝50，特殊火花數為gs＝20，法中計算火花數的兩個參數為a＝0.1，b＝0.9。

其中煙花算法中的爆炸半徑A和產生的火花數s的公式分別為：