[發明專利]一種裝配過程的仿真方法、裝置及仿真設備

有效

• 申請號: 201811256378.2
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109376432B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 劉檢華;劉少麗;楊嘯東;趙瑛峰;丁曉宇;夏煥雄;呂乃靜
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F113/16
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;安利霞

本發明提供了一種裝配過程的仿真方法、裝置及仿真設備，該裝配過程的仿真方法包括：建立用于對線纜進行數字化表達的線纜信息模型和用于計算線纜位姿的線纜物性模型；接收用戶輸入的裝配操作的操作約束；根據所述操作約束和所述線纜物性模型，獲得所述線纜進行裝配操作后的位姿；根據進行裝配操作后的位姿，對所述線纜信息模型進行更新，并根據更新后的所述線纜信息模型對所述線纜進行碰撞檢測，輸出檢測結果。本發明實施例通過建立線纜的物性模型和線纜信息模型，使得在進行模擬裝配時可以對裝配進行描述，同時可以通過碰撞檢測對裝配操作進行調整，從而實現了對復雜機電產品的剛柔混合裝配過程進行有效描述。

技術領域

本發明涉及裝配技術領域，特別涉及一種裝配過程的仿真方法、裝置及仿真設備。

背景技術

復雜機電產品中不僅包含剛性零件，而且含有大量的柔性線纜，隨著其中各類光纖和電纜所占比重的增加，有時線纜裝配所消耗的人力、時間和成本已經超過了剛性零件。同時線纜的可靠裝配對最終產品的裝配質量和精度具有重要影響。

但是，傳統的線纜裝配工藝設計，主要需在物理樣機上反復試裝以制定其裝配工藝，存在著設計周期長、成本高等問題。計算機仿真和虛擬現實技術的發展，使得產品的裝配過程能夠通過數字樣機進行仿真，從而在設計階段對其可裝配性進行驗證，提前發現并解決可能出現的問題，有效縮短了產品研制周期、降低了研制成本。但是，目前工程中的虛擬裝配仿真大多主要考慮剛性零件，對于含有大量線纜的復雜機電產品剛柔混合裝配過程，無法準確實現驗證。同時，現有的商業化軟件，如CATIA、Creo等雖然提供了虛擬布線功能，但一般不涉及線纜裝配過程仿真，同時其建立的線纜模型主要包含線纜的幾何和拓撲信息，缺乏支撐線纜裝配過程中線纜變形等物理屬性。因此，考慮柔性線纜的剛柔混合裝配過程仿真技術逐漸受到了國內外學者的關注。

發明內容

本發明實施例要解決的技術問題是提供一種裝配過程的仿真方法、裝置及仿真設備，用以實現對復雜機電產品的剛柔混合裝配過程進行有效描述。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種裝配過程的仿真方法，包括：

建立用于對線纜進行數字化表達的線纜信息模型和用于計算線纜位姿的線纜物性模型；

接收用戶輸入的裝配操作的操作約束；

根據所述操作約束和所述線纜物性模型，獲得所述線纜進行裝配操作后的位姿；

根據進行裝配操作后的位姿，對所述線纜信息模型進行更新，并根據更新后的所述線纜信息模型對所述線纜進行碰撞檢測，輸出檢測結果。

優選的，所述操作約束包括對剛性零件的裝配操作約束和對線纜的裝配操作約束；

所述方法還包括：

建立用于記錄裝配過程的裝配過程模型；

根據所述裝配過程模型和對剛性零件的裝配操作約束，獲得剛性零件進行裝配操作后的位姿；

通過所述裝配過程模型，對裝配操作的操作約束、線纜進行裝配操作后的位姿和剛性零件進行裝配操作后的位姿進行記錄。

優選的，建立用于對線纜進行數字化表達的線纜信息模型的步驟包括：

通過廣度優先搜索算法對線纜上的每一線纜段進行處理，生成每一線纜段上的分支點、操作約束和亞線纜段信息；

根據每一線纜段上的分支點、操作約束和亞線纜段信息，生成用于對線纜進行數字化表達的線纜信息模型。

優選的，建立用于計算線纜位姿的線纜物性模型的步驟包括：

建立基本坐標系；

根據所述基本坐標系，獲得線纜的外形；