【摘要】：復(fù)合材料常見(jiàn)應(yīng)用于航空航天等工業(yè)領(lǐng)域中,但其加工精度較低,并且由于產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)復(fù)雜,在裝配過(guò)程中常會(huì)發(fā)生零件之間的干涉,導(dǎo)致整個(gè)裝配過(guò)程需要反復(fù)試裝、修配。但是,修配操作通常是依賴經(jīng)驗(yàn)的人工操作,不具有量化的修配方案,耗費(fèi)大量時(shí)間且修配結(jié)果不確定。由于加工誤差較大,基于設(shè)計(jì)模型進(jìn)行虛擬裝配的結(jié)果與實(shí)際裝配無(wú)法匹配。為解決這個(gè)問(wèn)題,本文提出了基于實(shí)物掃描模型的復(fù)材類產(chǎn)品修配方案設(shè)計(jì)方法,并圍繞此方法展開(kāi)了技術(shù)研究。第一章介紹了實(shí)物掃描模型的特征分割方法、虛擬裝配中的零件模型表達(dá)、零件的定位方法、零件干涉檢查方法和修配計(jì)算方法的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,分析了已有研究成果中存在的問(wèn)題,提出了本文的研究?jī)?nèi)容和研究意義,最后對(duì)本文的章節(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了總體介紹。第二章提出了面向復(fù)材類產(chǎn)品修配方案設(shè)計(jì)的產(chǎn)品混合零件模型建立方法。根據(jù)復(fù)材類產(chǎn)品修配方案設(shè)計(jì)所需要的模型數(shù)據(jù),開(kāi)發(fā)了設(shè)計(jì)CAD模型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口,提出了自適應(yīng)閾值RANSAC算法對(duì)實(shí)物掃描模型進(jìn)行特征分割,構(gòu)造了融合不同模型數(shù)據(jù)的混合零件模型的層次表達(dá)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),利用引用機(jī)制進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)用,為后續(xù)復(fù)材類產(chǎn)品修配方案設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。第三章提出了基于實(shí)物掃描模型虛擬裝配的修配區(qū)域檢測(cè)方法�？紤]到零件特征尺寸精度和裝配精度要求的不同對(duì)配準(zhǔn)精度的影響,提出了加權(quán)約束的ICP配準(zhǔn)方法,通過(guò)將實(shí)物掃描模型配準(zhǔn)至具有裝配信息的CAD模型實(shí)現(xiàn)裝配過(guò)程的建立。提出了一種基于豪斯多夫距離的干涉檢查方法,快速判斷裝配過(guò)程中零件之間的干涉關(guān)系,用于確定修配區(qū)域和修配量。第四章提出了考慮公差的復(fù)材類產(chǎn)品修配方案設(shè)計(jì)及可視化方法。通過(guò)考慮配合公差的產(chǎn)品可裝性分析和考慮形位公差的制造精度分析,設(shè)計(jì)了產(chǎn)品修配方案。修配方案中包括修配零件、修配區(qū)域、修配量等信息,并可視化顯示修配方案,有效地指導(dǎo)實(shí)際修配操作。第五章開(kāi)發(fā)了基于實(shí)物掃描模型的復(fù)材類產(chǎn)品修配方案設(shè)計(jì)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了混合模型數(shù)據(jù)管理功能,裝配零件定位功能、修配方案設(shè)計(jì)及可視化功能,并將該系統(tǒng)應(yīng)用于某衛(wèi)星桁架結(jié)構(gòu)中進(jìn)行了修配方案設(shè)計(jì)。第六章對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié),對(duì)本文的研究中尚且存在的不足進(jìn)行了分析,并提出了對(duì)后續(xù)研究工作的展望。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TB472;TG95
【圖文】：

圖１．１本文的組織與框架逡逑１．４本章小結(jié)逡逑本章概述了實(shí)物掃描模型的特征分割方法、虛擬裝配中的零件模型表徸、零逡逑件的定位方法、零件干涉檢查方法和修配計(jì)算方法的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，介紹了本逡逑文的研究背景與意義，最后闡述了研究?jī)?nèi)容與組織框架。逡逑１２逡逑

為了保留設(shè)計(jì)ＣＡＤ模型的幾何信息和工程設(shè)計(jì)信息，設(shè)計(jì)了一種基于中性逡逑文件的ＣＡＤ模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法，使用獨(dú)立的中性文件作為ＣＡＤ模型數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)逡逑換接口，如圖２．］所示：逡逑￣？面片模型信息一＾逡逑設(shè)計(jì)ＣＡＤ模型邐？幾何特征信息邐？轉(zhuǎn)換接口邐中性文件虛擬裝配模型逡逑—？■工程設(shè)計(jì)信息一逡逑圖２．１設(shè)計(jì)ＣＡＤ模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程圖逡逑通過(guò)模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后得到的中性文件應(yīng)當(dāng)包括以下信息．？零件模型的面片模逡逑型描述信息、幾何特征描述信息和工程設(shè)計(jì)信息。逡逑零件模型的面片模型描述信息，采用ＣＡＤ軟件系統(tǒng)支持的面片模型數(shù)據(jù)格逡逑式，記錄每一個(gè)三角面片的索引ＩＤ、法向量的三個(gè)分量值和三個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)，此逡逑信息用于在虛擬裝配系統(tǒng)中顯示模型。逡逑１４逡逑

差、設(shè)計(jì)約g?、裝配關(guān)系等信息。逡逑２．２．２面向修配的實(shí)物掃描模型特征分割逡逑實(shí)物掃描模型的獲取可以分為有接觸式和非接觸式，如圖２．２所示：接觸方逡逑式的測(cè)量方法（如使用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)），通常一次只能獲得測(cè)量目標(biāo)表面的一個(gè)逡逑點(diǎn)信息，需要依次對(duì)被測(cè)目標(biāo)物體的不同位置進(jìn)行測(cè)量，這種方法具備高精度、逡逑高靈敏、高重復(fù)精度等優(yōu)點(diǎn)，但是由于單次測(cè)量獲得數(shù)據(jù)點(diǎn)較少，面對(duì)要獲得完逡逑整表面信息的被測(cè)目標(biāo)物體來(lái)說(shuō)操作困難、耗時(shí)較長(zhǎng)。非接觸測(cè)量的測(cè)量方法包逡逑括的聲波、光學(xué)、電磁等方式，其中又以光學(xué)方式的測(cè)量方法居多且最為常用（例逡逑如激光掃描測(cè)量方式），能夠全面并且快速掃描被測(cè)目標(biāo)物體，獲取物體表面信逡逑息，并且隨著測(cè)量工具制造技術(shù)的不斷提高，減小了測(cè)量的誤差，提高了測(cè)量的逡逑精度，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各種逆向測(cè)量之中。逡逑數(shù)據(jù)獲取方式｜逡逑邐邋Ｉ邐邐逡逑非接觸方法邐接觸方法逡逑邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐１逡逑聲波邐光學(xué)邐電磁邐機(jī)器手邐ＣＭＭ逡逑］邐Ｉ邐￣邐Ｉ邐Ｉ邋

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本文編號(hào)：2762723