可视化装配三维工艺构成方法

技术领域

本发明属于装配工艺技术领域，具体涉及一种可视化装配三维工艺构成方法。

背景技术

目前关键零部件装配工艺设计采用二维模式，主要依靠纸质装配工艺以及设计图纸标注的工艺设计方法。

现有技术的缺陷是：目前装配工艺设计采用二维模式，工艺设计完全依赖于唯一表达设计意图的纸质二维图，受制于其表现力的限制，在从实体形象与抽象的二维视图表达方式相互转换中浪费了工艺人员大量的精力，不可避免地出现歧义和偏差。所形成的工艺缺乏验证，将工艺设计过程中无法暴露的问题，后移至生产制造环节，该种工艺设计方式存在以下问题：

1)目前国内装配三维工艺设计的仍在摸索阶段。

2)工艺设计过程中无法直接利用设计部门下发的三维模型开展工艺设计。

3)一致性差。工艺设计时需要将三维模型转化为二维图，导致数据源不唯一，与产品设计模型无法保持关联。且同一个产品由不同的工艺人员编制工艺时，将会得到不同的方案，缺乏一致性，而且在产品设计初级阶段难以全面、正确地考虑装配工艺性，装配工艺方面存在问题的反馈和修改缓慢且难以实现。

4)工艺设计与工艺仿真脱节，仿真参数与工艺设计参数不能自动传递，重复劳动工作量大。

5)无法实现工艺的可视化表达，对工装的可操作性、易实现程度无法评估，为生产带来不便。

6)工艺的合理性只能通过实际装配验证，然而工艺是否已达最优无评估手段。

7)工艺的合理性只能通过实际装配验证，然而工艺是否已达最优无评估手段。

发明内容

本发明的目的是提供一种可视化装配三维工艺构成方法，实现了高效的构成合理的装配工艺方案，避免出现歧义和偏差，保证了一致性，实现装配工艺设计全流程的可视化，提高产品质量。

本发明的技术方案是，一种可视化装配三维工艺构成方法具体步骤如下：

第一步，建立产品数据管理模块和工装库；产品数据管理模块由产品数据构成，产品数据包括构成产品的所有零件的三维模型以及产品装配的技术要求；工装库由装配产品的所有设备、模具、刀具等工装信息及其所有工装的三维模型；

第二步，建立三维模型处理模块；三维模型处理模块从产品数据管理模块中提取产品数据，并编辑生成产品零件的装配三维模型；对生成的零件工艺模型进行轻量化处理，形成轻量化模型；三维模型处理模块继续将各零件的轻量化模型依据装配技术要求形成含有装配层级的产品的轻量化模型，并对产品三维轻量化模型进行渲染，生成可在屏幕显示的产品三维模型；

第三步，建立装配仿真分析模块；接收经过渲染并可在屏幕显示的产品三维模型，并进行装配顺序规划，在屏幕上显示装配顺序规划，并进行路径规划、干涉碰撞分析以及人机功效分析，最终形成该产品的装配方案；

第四步，建立装配三维工艺生成模块；根据装配方案以及经过渲染并可在屏幕显示的产品三维模型，从工装库中调取装配方案所需的工装信息及其三维模型；

第五步，装配三维工艺生成模块依据装配方案，对零件三维模型、工装三维模型进行可视化帧动画定义，形成包含可显示装配顺序、装配路径、工装使用以及装配技术要求的产品可视化装配三维工艺；

第六步，建立典型工艺知识库；典型工艺知识库从装配三维工艺生成模块中接收产品的可视化装配三维工艺，进行存储；

第七步，建立现场发布模块，现场发布模块从典型工艺知识库中接收产品的可视化装配三维工艺，并在屏幕上的显示，实现可视化装配三维工艺的现场发布。

本发明的有益效果是，本发明在工艺构成过程中，除了现有二维工艺设计的数据外，还包含工装资源、工艺知识资源等，以及装配仿真视频、仿真分析报告，在工艺构成过程中，通过数字化手段实现装配仿真，包含装配顺序、装配路径、干涉等工艺仿真；本发明能够直接在方法内编辑设计部门发放的三维模型，并进行轻量化模型转换；能够利用产品模型在方法内直接进行装配工艺构成；本发明的方法提供开放接口，可以与装配仿真分析模块或者其它装配仿真方法集成，在工艺构成完成后，可以根据需求进一步进行工艺的仿真优化；本发明方法内建立工装库和知识库，存储大量工艺装备，以及凝练后的装配知识，工艺设计效率大幅提升，工艺知识大量积累；本发明是示教型、交互式的可视化的装配三维工艺现场发布；本发明实现了装配工艺设计全流程的可视化，既提高了工艺构成设计的效率，又保证工艺的质量，缩短了工艺开发的周期，对产品的合格率有极大提高，同时为企业的工艺知识积累提供了条件。

附图说明

图1是本发明一种可视化装配三维工艺构成方法的示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步详细描述。

如图1所示，本发明一种可视化装配三维工艺构成方法的具体步骤如下：

第一步，建立产品数据管理模块和工装库；产品数据管理模块由产品数据构成，产品数据包括构成产品的所有零件的三维模型以及产品装配的技术要求等内容。工装库由装配产品的所有设备、模具、刀具等工装信息及其所有工装的三维模型。

第二步，建立三维模型处理模块；三维模型处理模块从产品数据管理模块中提取产品数据，即提取装配产品所需所有零件的三维模型以及装配产品的技术要求，依据零件的三维模型以及装配产品的技术要求，编辑生成产品零件的装配三维模型；对生成的零件工艺模型进行轻量化处理，轻量化处理是指将零件工艺模型置入空间直角坐标系中，将零件的工艺模型外形转化为坐标点，并进行数字化描述，形成轻量化模型；三维模型处理模块继续将各零件的轻量化模型依据装配技术要求形成含有装配层级的产品的轻量化模型，并对产品三维轻量化模型进行渲染，生成可在屏幕显示的产品三维模型。

第三步，建立装配仿真分析模块；装配仿真分析模块从三维模型处理模块中接收经过渲染并可在屏幕显示的产品三维模型，并进行装配顺序规划，在屏幕上显示装配顺序规划，并进行路径规划、干涉碰撞分析以及人机功效分析等工作，并最终形成该产品的装配方案，装配方案包括装配顺序、装配路径等。

第四步，建立装配三维工艺生成模块；根据装配方案以及经过渲染并可在屏幕显示的产品三维模型，从工装库中调取装配方案所需的工装信息及其三维模型。

第五步，装配三维工艺生成模块依据装配方案，对零件三维模型、工装三维模型进行可视化帧动画定义，形成包含可显示装配顺序、装配路径、工装使用以及装配技术要求的产品可视化装配三维工艺；

第六步，建立典型工艺知识库；典型工艺知识库从装配三维工艺生成模块中接收产品的可视化装配三维工艺，进行存储；

第七步，建立现场发布模块，现场发布模块从典型工艺知识库中接收产品的可视化装配三维工艺，并在屏幕上的显示，实现可视化装配三维工艺的现场发布。

本发明的方法主要实现了以下功能，1)处理并生成可显示的轻量化工艺模型；2)输出产品的装配方案；3)输出产品的可视化三维工艺；4)工装库；5)典型工艺知识库；6)发布产品可视化三维工艺。本发明将产品数据管理模块、三维模型处理模块、装配仿真分析模块、装配三维工艺生成模块、典型工艺知识库、工装库、现场发布模块集成，集成的内容包括方法间的界面集成、流程集成、数据集成、知识集成。