基于骨架模型的自卸车装配设计平台研究

摘要

在市场经济条件下，自卸车产品竞争变得日益激烈，用户对自卸车产品的质量、成本、生产周期等方面都提出了更高的要求。自卸车生产企业为了在竞争激烈的市场中获得优势，纷纷采用平台技术来提高企业的设计效率、缩短产品的开发周期、加快新车型的上市。但现如今随着客户对自卸车产品个性化需求程度的增加，导致自卸车产品定制化趋势越来越明显，而各自卸车生产企业采用的设计平台灵活性差，单平台能设计的车型有限，难以在短时间内根据用户的个性化需求实现产品的定制设计。针对这些问题，本文基于Pro/ENGINGGER（后面简称Pro/E）软件，运用模块化技术、参数化设计技术、多骨架模型的自顶向下设计技术和自动装配技术，搭建了基于骨架模型的自卸车装配设计平台，该平台能够在自卸车总布置设计阶段根据用户的定制需求实现不同级别、不同形式自卸车数字化样机的快速构建，从而保证了平台的灵活性，节约了自卸车产品初步设计的时间，提高了自卸车生产企业的整体设计能力和设计效率，最大限度地满足了用户对自卸车产品的定制需求，增强了自卸车生产企业市场适应力和竞争力。本文的主要工作内容有：
　　1）针对传统产品-部件-零件的产品构成模式中设计过程复杂、设计周期长、修改不方便、无法及时响应市场变化等问题，本文引进了模块化的设计技术，并对它的几个关键技术：模块划分、模块的标准化、模块的组合和模块的管理进行了介绍，提出了自卸车模块划分的一般原则，并为自卸车装配设计平台的搭建提供了一个技术支撑。
　　2）针对传统自顶向下设计方法中骨架建模存在的问题，本文通过将多层次骨架模型和多功能骨架模型有机的结合起来，提出了基于多骨架模型的自顶向下设计方法。该方法能够通过规范的骨架建模，实现对设计参数的分类管理和分层控制，避免了产品设计过程中的参照关系混乱与无序，并成功地运用于自卸车装配设计平台。
　　3）由于传统的数字化模型构建过程中没有很好的运用参数化设计技术，无法实现数据库中已有模型的变型设计，使得产品在开发设计过程中存在大量的重复劳动，严重影响了产品的设计效率。本文将参数化技术与程序结合起来实现程序驱动参数，参数驱动模型的参数化设计。
　　4）针对以往产品装配设计过程中设计人员完全依靠自己规划装配关系，手动添加装配约束等问题，本文提出了基于软件二次开发的自动装配方法，这一方法将解决上述手动装配的繁琐性，同时根据Pro/E本身装配方法的分析结果，最后将基于软件二次开发的自动装配方法与基于骨架模型的装配方法和三维参照约束装配方法相结合搭建了自卸车装配设计平台中的自动装配功能模块。
　　5）应用Microsoft Visual Studio2008编程软件和Pro/TOOLKIT二次开发工具对Pro/E进行了二次开发，完成了自卸车装配设计平台的搭建，实现了相似车型的快速查询、模块的快速划分、骨架模型和模块的参数化设计以及各模块基于骨架模型的自动装配等功能。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外相关领域的研究现状

1.3 本文的主要研究内容

第二章 基于骨架模型的自卸车装配设计平台的总体设计

2.1平台的数据流程图

2.2 平台的体系结构

2.3平台各功能模块

2.4 本章小结

第三章 基于骨架模型的自卸车装配设计平台关键技术研究

3.1 模块化设计技术

3.2 参数化设计技术

3.3多骨架模型的自顶向下设计方法

3.4 Pro/E二次开发技术

3.5 本章小结

第四章 自动装配技术的研究与实现

4.1 自动装配方法的确定

4.2 自动装配实现的相关技术

4.3 自动装配的实现

4.4 本章小结

第五章 基于骨架模型的自卸车装配设计平台的实现与应用

5.1 平台模块菜单设计

5.2 人机交互界面设计

5.3 平台模块功能的设计与开发

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文