数字化预装配技术研究及其在激光产品研发中的应用

摘要

在产品的设计过程中，应综合考虑到功能、实用性、安全性和美学等各方面的技术要求。传统的产品开发需经过设计、样机试制、试验修改设计、重新设计、制造等一系列的反复试制过程。许多不合理或错误设计只能在制造、装配甚至在样机试验阶段才能被发现，从而导致产品的开发时间长，投资费用高。因此传统的设计方式已很难满足当前竞争越来越激烈的市场要求。随着计算机信息技术的迅速发展，作为现代制造的关键技术之一的数字化预装配技术日渐成为人们研究和关注的焦点，将数字化预装配技术成功的应用到产品的设计研发中，将有利于缩短开发周期，降低开发成本，提高产品的性能，增强市场竞争力。
　　 在本论文中，详细的分析了产品模型在开发设计阶段的装配描述和表示，总结了数字化预装配环境下装配信息的组成、表达策略及装配结构树的构造特点。并在前人研究工作的基础上，提出了开放式数字化预装配建模的系统体系结构，实现产品在开发全工程中，装配体特征的描述和数据信息的共享性。对于数字化预装配的核心技术——装配规划，本文综合概括了装配序列规划的分类、详细说明序列生成的各种方式、评价标准和优化机理，提出单调线性装配序列和单调非线性装配序列，及装配的重定向性评价标准。详细介绍VRML建模语言的特点和功能，以及在虚拟装配的未来发展中的作用，同时介绍了其构建虚拟场景的各个节点。
　　 在前三章理论研究的基础上，第四章将所提出的开放式装配建模方式应用到激光测距仪产品的开发中，通过对激光产品的装配层次划分和结构分析，详细描述了各功能体的装配关联和装配特征，并以图表形式列出各零部件之间的装配层次关系。利用三维CAD的交互共享功能，生成虚拟环境下的装配仿真，借助VRML建模语言，形象直观的描述在虚拟现实场景下的激光产品。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 数字化预装配技术

1.1.1 数字化预装配技术产生背景

1.1.2 数字化预装配技术定义

1.1.3 数字化预装配技术的特点

1.2 数字化预装配技术的研究现状

1.2.1 国外研究现状及应用

1.2.2 国内研究现状及应用

1.3 本课题的研究意义与研究内容

1.3.1 本课题的研究意义

1.3.2 本课题的研究内容

第二章 数字化预装配建模技术

2.1 产品模型的描述与表示

2.1.1 产品设计阶段的模型表述

2.1.2 产品制造阶段的模型表述

2.2 装配建模的基本策略

2.3 装配模型的信息组成和基本结构

2.3.1 装配模型的信息组成

2.3.2 装配结构树的构造

2.4 开放式装配建模(OAM)技术

2.4.1 开放式装配建模的相关技术

2.4.2 OAM的UML表达方式

2.4.3 装配体特征分析

2.4.4 公差分析

2.5 本章小结

第三章 数字化预装配的序列规划

3.1 装配序列规划的分类

3.2 装配序列的生成方法

3.2.1 典型装配序列生成方法

3.2.2 基于人工干预的装配割集法

3.3 装配序列的评价

3.3.1 装配序列的定量评价

3.3.2 装配序列的定性评价

3.4 装配序列优化

3.5 本章小结

第四章 激光测距仪产品的数字化建模技术

4.1 激光测距仪系统简介

4.1.1 主要分类

4.1.2 激光测距仪的测量原理及方法

4.2 激光测距仪系统的装配层次分析

4.3 激光测距仪系统的装配关系

4.3.1 激光发生系统

4.3.2 箱体保护系统

4.3.3 后盖保护系统

4.4 虚拟现实环境下激光测距仪的模型

4.4.1 VRML虚拟现实技术简介

4.4.2 VRML中的节点分类

4.4.3 激光产品模型的建立

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致 谢

参考文献

附录： 作者在攻读硕士学位期间发表的论文