三维装配仿真中典型工艺的实现方法及装置

摘要

本发明涉及一种三维装配仿真中典型工艺的实现方法及装置。方法包括：制作一套典型工艺三维仿真过程，保存到典型工艺库的一个分类目录；打开典型工艺库，进入典型工艺库的一个子分类，并选择该子分类下的一个典型工艺；指定当前场景中的零部件和典型工艺中的零部件的对应关系，将典型工艺应用到当前场景中。装置包括典型工艺定义模块、典型工艺库模块、典型工艺的应用模块。本发明能够更为快速和简便的实现工艺知识的复用，同时在定义典型工艺时，也积累了企业内部的工艺知识。

说明书

技术领域

本发明属于三维装配仿真信息化技术领域，具体涉及一种三维装配仿真中典型工艺的实现方法及装置。

背景技术

在现有的三维装配仿真系统中，对于每一个工艺编制的任务，其工艺过程中所需的零部件需要手工指派；工具工装需要手工导入；相关的仿真运动过程需要手工定义；工艺中所需的说明，图解，标注，工艺属性等需要手工输入；所有的细节都需要使用者从头定义，而不管曾经是否已经进行过相关仿真的定义。

每份工艺规程都包含成百上千个具体的工艺步骤，从头开始定义往往十分繁琐，不仅耗时耗力，而且容易出错。工艺知识仅存在于相关人员的记忆中，而不是存储与企业的工艺资源库中。如果需要传播相关的工艺知识时，必须有富有经验者编制相关的文本文档或者依靠口述来进行。当人员出现变动时，可能某些关键的工艺知识就随之失去了。企业如果要整理相关的工艺知识，必须依赖文字描述，并不直观。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种三维装配仿真中典型工艺的实现方法及装置，针对一些典型的，有共性的装配操作，能够定义出一套标准的装配方法，并将其导入到数据库中。以后每次遇到此类典型操作，都可以从工艺资源库中提取相应的装配数据定义，快速的应用到所需的场景中，实现了装配工艺知识的归纳整理及传承。

为解决上述问题，本发明提供一种三维装配仿真中典型工艺的实现方法及装置。

三维装配仿真中典型工艺的实现方法包括：步骤1：针对一个常见典型工艺制作一套三维仿真过程，并将其保存到典型工艺库的一个分类目录中；步骤2：当遇到和步骤1所述典型工艺同类装配工艺时，用户可以打开典型工艺库，进入典型工艺库的一个子分类，并选择该子分类下的一个典型工艺；步骤3：在所述步骤2的基础上，指定当前场景中的零部件和典型工艺中的零部件的对应关系，即可将典型工艺应用到当前场景中，此时当前场景中的零部件都会具有典型工艺中所定义的运动方式及标签标注技术图解。

步骤1进一步地分解为以下步骤：

(1)在某个三维模型中，选择一个或一个以上零部件作为典型工艺的零部件；

(2)在所述选择的零部件中指定一个，按照三维装配的要求，对该指定零部件定义相应的装配仿真运动；比如对于一个为法兰上螺丝的典型工艺，需要为螺丝定义水平运动及螺旋运动参数；

(3)按照三维装配的要求，对所述步骤1(3)中所定义的装配仿真运动定义相关的标注、图解、属性；比如螺母的拧紧力度需要用文本进行标准；

(4)重复步骤1(1)～(3)，直到步骤1所述的典型工艺中所需的所有零部件仿真运动和相关的标注、图解、属性信息被完整定义；

(5)当整个典型工艺过程定义完成后，系统会将这个典型工艺导入到典型工艺库，这时需要为此典型工艺指定一个合适的名字，以及在工艺资源库中为其选择一个合适的分类；

(6)此时典型工艺所需的零部件对象，工具工装，以及这些对象的仿真运动参数，运动时间，附加的相关图解，标注，工艺属性信息都被记录下来；

(7)最后将已定义完整的典型工艺文件按照指定的名称与分类导入到工艺资源库进行持久化存储，工艺资源库将此工艺文件保存到指定的分类目录中，并同时完成了企业内部工艺知识的整理与积累。

步骤2进一步地分解为以下步骤：

(1)用户打开典型工艺库，典型工艺库会按照分类列举出在步骤1中定义的典型工艺；

(2)在其中的分录目录中查找符合当前应用场景的分类；

(3)在该分类目录下找到制作当前工艺所需的典型工艺。

步骤3进一步地分解为以下步骤：

(1)用户指定当前场景中的零部件和步骤2中所选择的典型工艺中的零部件的对应关系。

(2)将典型工艺的的零部件运动方式、运动参数，标签标注信息赋予当前场景中的零部件，使得当前场景中的零部件拥有和典型工艺中定义的零部件相同的运动和技术图解信息。

三维装配仿真中典型工艺的实现装置包括典型工艺定义模块、典型工艺库模块、典型工艺的应用模块。

所述典型工艺定义模块：本模块提供典型工艺数据的生成功能；在本模块，使用者可以指定典型工艺所需要的各个零部件对象；根据各零部件的不同种类，位置，功能等，制定出它们各自的动作方式，动作数据；比如在法兰上拧上螺丝，且这些螺丝需要顺时针对角安装；此模块让用户确定各螺丝的安装次序，螺丝的直线运动，螺母的螺旋运动；以及为此过程编写的说明的文本，比如螺母的拧紧力度；这些数据最终形成数据文件，暂时保存在临时文件夹中。

所述典型工艺库模块：本模块提供典型工序的数据存取功能；本模块要求用户提供典型工艺的名称和分类，其接收典型工艺定义模块提供的数据文件，根据其中的名称及指定的分类，将数据文件保存到磁盘上。

所述典型工艺的应用模块：本模块要求用户选择的零部件，提取零部件的名称，代号信息，在典型工艺库中查找具有相同名称代号的典型工艺数据文件，并将它们列举在一个对话框中；这样的文件通常会有多个，此时本模块会要求用户从找到的典型工艺中选取自己需要的那个；根据用户的选择，本模块将此典型工艺应用到用户当前的场景中。

本发明的有益效果是：高效定义了装配工艺过程，解决三维装配工艺系统中定义装配过程的易用性问题；能够更为快速和简便的实现工艺知识的复用，同时在定义典型工艺时，也积累了企业内部的工艺知识。

附图说明

图1是本发明的典型工艺定义流程图。

图2是本发明典型工艺应用流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

图1显示了典型工艺定义流程，首先在现有工艺文件中查找是否存在含有所需的典型工艺的文件，如果是则直接打开现有工艺文件，否就新建工艺文件；然后选择相关零部件；定义具体准配活动；定义典型工艺名称及分类；导入到工艺资源库；最后定义完成。

图2显示了典型工艺应用流程，首先在现有工艺文件中查找是否存在可以应用典型工艺的文件，如果是则直接打开现有工艺文件，否就新建工艺文件；然后打开工艺资源库选择一个典型工艺；匹配对应的零部件；自动生成典型工艺过程；是否继续应用典型工艺，是则打开工艺资源库选择一个典型工艺，否则结束操作。

实施例1：阀门典型装配工艺的实现方法，包括如下步骤。

(1)在3DCAPP-A中新建工艺文件，并导入一套阀门的3DCAD模型文件。

(2)观察到其模型中的法兰盘上6个螺丝孔位，分别安装有6个螺柱和螺母。为了描述方便，沿法兰盘按照顺时针方向，将它们分别称为螺母A、螺母B、螺母C，螺母D、螺母E、螺母F。

(3)引入扳手工装，为螺母A定义拆卸活动。

(4)设定螺母逆时针旋转，方向向Y轴方向，旋转圈数为10圈。将扳手定位到螺母上，设定扳手旋转60度且往复运动3次。然后隐藏扳手，设定螺母向Y轴直线运动20个单位。最后为拆卸螺母运动定义标签，指定螺母拧紧力度为20Nm。

(5)找到对角螺母D，重复步骤4，对该螺母定义仿真运动。

(6)沿法兰盘顺时针方向，重复步骤4，分别为螺母B、E和螺母C、F定义仿真运动。

(7)当所有螺母都定义了仿真运动后，使用入库命令，打开典型工艺库。

(8)在典型工艺库中选择“紧固件安装”分类，指定典型工艺名称为“6孔法兰安装”，确定后该典型工艺被保存到典型工艺库中。

(9)打开另外一个存在6孔法兰的3D模型文件。

(10)观察到其模型中的法兰盘上6个螺丝孔位，分别安装有6个螺柱和螺母，将它们分别称为螺母A1、螺母B1、螺母C1，螺母D1、螺母E1、螺母F1。

(11)打开典型工艺库，选择“紧固件安装”分类，典型工艺库将列举出此分类下所有的典型工艺，选择其中的“6孔法兰安装”工艺。

(12)在典型工艺对话框中指定零部件对应关系。当前工艺的法兰对应典型工艺中的法兰，当前工艺的螺母A1对应典型工艺中的螺母A，当前工艺的螺母B1对应典型工艺中的螺母B，依此类推，直到所有对应关系都被指定。

(13)此时即可应用典型工艺，使得典型工艺中的零部件运动方式和标签赋予到当前场景中的零部件上，整个过程到此结束。

实施例2：活塞和活塞环典型装配工艺的实现方法，包括如下步骤。

(1)在3DCAPP-A中打开一个含有活塞和活塞环的3D模型文件。

(2)观察到活塞上有3个活塞环。为了描述方便，沿活塞顶部到底部的方向，将它们分别称活塞环A、活塞环B、活塞环C。

(3)先为活塞环A定义装配运动。

(4)设定活塞环顺时针旋转，圈数为0.3，螺距为0。

(5)设定变形活动，将活塞环沿径向拉伸5个单位。

(6)设定活塞环沿活塞底部到顶部的方向直线运动20个单位，将环退出环槽。

(7)重复步骤4～6，依次为活塞环B和活塞环A设定装配运动。

(8)当所有活塞环都定义了仿真运动后，使用入库命令，打开典型工艺库。

(9)在典型工艺库中选择“活塞安装”分类，指定典型工艺名称为“活塞环安装”，确定后该典型工艺被保存到典型工艺库中。

(10)打开一个发动机3D模型文件。

(11)找到发动机中的活塞部分，观察到活塞上有3个活塞环。为了描述方便，沿活塞顶部到底部的方向，将它们分别称活塞环A1、活塞环B1、活塞环C1。

(12)打开典型工艺库，选择“活塞安装”分类。典型工艺库将列举出此分类下所有的典型工艺。选择其中的“活塞环安装”工艺。

(13)在典型工艺对话框中指定零部件对应关系。，前工艺的活塞对应典型工艺中的活塞，活塞环A1对应典型工艺中的活塞环A，当前工艺的活塞环B1对应典型工艺中的活塞环B，当前工艺的活塞环C1对应典型工艺中的活塞环C。

(14)此时即可应用典型工艺，使得典型工艺中的零部件运动方式和标签赋予到当前场景中的零部件上，当前场景中的零部件即可按照典型工艺中定义的运动进行装配仿真，整个过程到此结束。