[發明專利]汽車焊裝夾具自動裝配程序設計方法

有效

• 申請號: 201710172356.7
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN107122517B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 趙亮;王元勛
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06F111/04
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 馬輝

本發明涉及計算機輔助設計領域，公開了一種汽車焊裝夾具自動裝配程序設計方法，包括以下步驟：提取零件模型裝配特征并標識為裝配屬性碼，規劃焊裝夾具基礎組件中零件模型的裝配順序，對零件模型自由度進行約束推理求解，取得零件模型唯一的空間裝配位姿，結合零件模型裝配特征，按照夾具精度傳遞的順序，進行零件模型自由度的約束操作，借助于軟件開發平臺，設計零件模型的自動裝配程序，包括自制零件模型自動安裝模塊，標準零件模型自動安裝模塊，并構建自動裝配程序的程序交互界面。本發明汽車焊裝夾具自動裝配程序設計方法，提高焊裝夾具虛擬裝配的操作效率，減少錯裝和漏裝，并提高設計效率，縮短產品研發周期。

技術領域

本發明涉及計算機輔助設計領域，具體涉及一種汽車焊裝夾具自動裝配程序設計方法。

背景技術

在汽車制造業中，汽車焊裝夾具在汽車焊裝線上占有非常重要的地位，其設計制造的速度和質量將直接影響汽車的生產規模、效率和質量。汽車焊裝夾具虛擬裝配是汽車焊裝夾具設計過程中的重要環節，而現在裝配關系規劃這一工作目前還是利用三維軟件所提供的裝配功能由操作者手工制定裝配約束來實現，這種方法強經驗、弱理論，主要是通過設計人員按照自己的設計經驗來設計，需要耗費大量的人力和精力，同時也很難對領域知識進行科學有效地繼承與重用，使焊裝夾具在虛擬裝配中操作效率低、容易出錯，成為在計算機輔助設計領域內進一步發展面向裝配體的輔助設計的瓶頸。

因此需要對焊裝夾具自動裝配方法進行研究加以改進，以適應汽車行業市場對焊裝夾具快速響應的需求。

發明內容

本發明的目的就是針對上述技術的不足，提供一種汽車焊裝夾具自動裝配程序設計方法，提高焊裝夾具虛擬裝配的操作效率，減少錯裝和漏裝，并提高設計效率，縮短產品研發周期。

為實現上述目的，本發明所設計的汽車焊裝夾具自動裝配程序設計方法，包括以下步驟：

A.提取零件模型裝配特征并標識為裝配屬性碼，規劃焊裝夾具基礎組件中零件模型的裝配順序，對零件模型自由度進行約束推理求解，取得焊裝夾具基礎組件中零件模型唯一的空間裝配位姿，所述零件模型包括自制零件模型和標準零件模型；

B.基于步驟A中零件模型唯一的空間裝配位姿，結合零件模型裝配特征，按照夾具精度傳遞的順序，設計零件模型裝配算法，進行零件模型自由度的約束操作；

C.基于步驟B中的約束操作，借助軟件開發平臺，設計焊裝夾具基礎組件中零件模型的自動裝配程序，包括自制零件模型自動安裝模塊，標準零件模型自動安裝模塊；

D.構建步驟C中自動裝配程序的程序交互界面，提高焊裝夾具裝配的智能化水平。

進一步地，所述步驟A中的裝配順序是焊裝夾具裝配中自上而下的層次裝配方式，所述焊裝夾具基礎組件中的自制零件按照壓塊、壓臂、連接板、定位塊的順序進行裝配。

進一步地，所述步驟A中的零件模型自由度是零件模型在虛擬裝配環境中所存在的狀態，在未對零件模型進行約束時，零件模型具有6個自由度，包括三個平移自由度和三個旋轉自由度，進行約束時，每一種約束對零件模型的限制定義為約束度，零件模型的約束度包括平移約束度和旋轉約束度，零件模型的剩余自由度等于零件模型的自由度減去所受約束的約束度，常用的幾種約束類型對零件模型自由度的限制包括：面面平行約束限制了零件模型1個平移約束度和2個旋轉約束度，剩余自由度數為3；線線平行約束限制了零件模型2個平移約束度和2個旋轉約束度，剩余的自由度數為2。

進一步地，所述步驟A中的約束推理求解是對每個零件模型進行約束操作，限制零件模型在虛擬裝配環境中移動或轉動，降低零件模型的剩余自由度，焊裝夾具零件模型裝配面共面約束的約束條件為約束平面的法線方向相同或相反，平面之間的距離為定值；裝配軸線共線約束條件為軸線的法線方向相同或相反，軸線之間距離為定值；所述約束推理求解是對裝配特征添加合理約束類型，完全限制零件模型自由度，獲得零件模型唯一的裝配位姿。