基于Proe二次开发技术的通用装配仿真过程研究庆阳

基于Proe二次开发技术的通用装配仿真过程研究

基于Proe二次开发技术的通用装配仿真过程研究 2011年12月09日 来源： 提 要　本文主要介绍了在基于Pro/E二次开发技术的基础上所开发的一种通用装配仿真软件的实现原理、实现方法和最后的演示结果及其特点为。关键词　Pro/Engineer 　装配仿真0引言对一个产品来说，每个零件的加工工艺较容易制作，因它是针对其自身而论的，但对于一个很复杂的产品来说，由于零件数目较多，每个零件的装配序列就比较难以确定，按照传统的试凑装配方法，不但费时费力，延长产品开发周期，有时甚至根本无法完成装配。本文针对上述问题，考虑企业的实际情况，不对产品工艺规划的整个过程实现自动规划，而是从装配角度人手，重点解决零部件的装配序列问题。通过装配仿真系统模拟虚拟零部件产品的装配过程，实现装配工艺路线规划。同时，这也符合目前制造业中流行的自顶向下的设计模式。即在设计过程中，首先考虑产品的功能及装配方面的事项，然后才对组成装配体的零部件进行详细设计，并允许零部件设计向前期的功能设计和装配设计进行反馈。同时对其装配过程进行三维仿真，使设计人员直观地看到自己的设计结果，并且可以在此基础上进行各部件间的干涉检验及布局调整，从而使设计人员很方便地实现这种面向功能和面向装配的设计，并实时进行信息反馈。本文所讨论的装配系统选用Pro/Engineer作为开发平台，以Pro/Enginee:的二次开发工具Pro/Toolkit为开发工具。1 系统开发原理首先，我们要先了解一些关于Pro/E的一些知识。Pro/E是美国参数化技术公司〔PTC)开发的一个通用CAD软件，该软件集三维模型设计、加工、分析及绘图功能于一体，有强大的二次开发能力和第三方软件的支持。而Pro/Toolkit则是PTC公司为Pro/E软件提供的用户化工具箱，该工具箱为用户程序或第三方软件提供与Pro/E的无缝连接。当用户程序或第三方软件用C语言编写时，Pro/Toolkit提供一了一个C函数库，它能够使用户或第三方软件以一种可控制的、安全的方式访问Pro/E的数据库和应用程序。因此可以说Pro/Toolkit是Pro/E应用程序开发者们的API.其次，我们先分析一下目前装配设计研究的现状。装配设计相当复杂，它不但要受零部件设计的几何和功能的影响，而且受制造、装配过程以及经济性的影响。一般来说，产品的装配设计必须由富有设计经验的人员来执行，由他来决定装配的顺序、各个零部件的联接关系、是否采用子装配体、以及怎样考虑制造和降低成本等，然后把任务分配给其它设计人员去完成。这一切工作都需要很高的专业知识和经验知识，而完全由计算机自动生成装配规划的研究已经进行多年了，并且很多学者在这方面取得了很大的成绩与进展。但是纵观整个装配规划领域，到目前为止还没有一个能够完全实现自动装配规划的系统。这些基于知识和规则的装配序列生成方法，对于特定的装配序列求解比较有效，但实用面窄，领域知识的获取需要较深的专业知识。而目前计算机的创造能力仍无法与人的创造能力相比拟，同时人在设计过程时，实际上就已考虑到装配和拆卸过程，对于总体布局的装配是很了解的，只不过有些细节部分没有把握，需要计算机去模拟它的装配或拆卸过程来验证自己设计的可靠性，再者，根据现在的设计情况分析，完全的创新设计工作比较少，大部分是在原有的基础上进行改造，所以一般用计算机来辅助完成设计装配过程。为此，目前的装配规划基本上都是以自动装配规划为辅、以计算机辅助装配规划为主。本文所介绍的装配设计软件正是一种人机交互性非常好的，以便充分利用设计者的主动性模拟装配过程的设计软件。本软件中的装配规划采用的方法是拆卸法。拆卸法是装配规划的基本方法，即假定装配体已经装配好了，再根据装配体中零部件的配合关系，一个一个的将它们拆卸下来。若装配体的装配过程与拆卸过程互为逆过程，则装配顺序即为拆卸的逆顺序，装配路径与拆卸路径相重合，只是装配方向与拆卸方向相反。本系统充分利用了Pro/Engineer中已有的装配模型如零部件的标识机制等。因此，本文对具体的几何描述不作讨论，只对零部件的组织结构和空间位置的理论和方法进行详细的论述。1.1层次结构及其中的零件的标识方法人们在设计一个产品的时候，最先想到的不是单个零件的形状，而是整个产品的形状和它要完成的功能任务。伴随着设计的深人，整体的形状空间逐级划分，同时功能也逐级分解，直到最后不必再分解之时，再进行零件的造型设计。用这种面向装配的设计方法产生的产品在逻辑结构上就会呈现出多层次性。利用上面的论述，我们可以看出装配体模型最基本的组成单元是零件、子装配体以及成品装配体。如图1所示的为Pro/Engineer软件提供的多叉树结构的等级模式装配模型示例，图中树的根结点是成品装配体，其他所有结点均为部件。所有的部件结点又可分为叶结点和中间结点，其中叶结点是不可拆分的零件，而其他的中间结点则是由概念设计所确定的子装配体。多叉树的分支代表从属关系，分支只联接相邻的上下两层结点，表示下层结点是上层结点的组成部件。由此看来，零件结点

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