[发明专利]无纸化三维装配工艺文件的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种产品装配工艺的生成方法，尤其是三维装配工艺文件的获取、生成方法，具体地说是一种无纸化三维装配工艺文件的实现方法。

背景技术

众所周知，装配是产品生命周期中的重要环节，是根据确定的精度标准和技术要求，将一组零散的零件通过合理的工艺流程及各种必要的方式联结组合起来，使之成为产品的过程；是影响产品性能、质量、开发周期和成本的主要因素之一。所以装配工艺的设计及实施质量决定着产品的竞争力。随着三维CAD软件的迅速发展与普及，三维CAD技术正在代替二维CAD系统成为企业产品创新设计和数字化设计制造的基础平台。

目前的装配工艺设计都是针对二维图纸采用人工编制，编制周期长，过分依赖工艺人员的技术水平和装配经验，装配工艺设计繁琐且不规范。而计算机辅助工艺规划(CAPP)系统只是提供一个进行人工编制工艺卡片的计算机平台，基于二维视图的装配工艺设计知识的表达、生成、组织与管理比较困难，并无法直观地，交互地对装配过程进行仿真和评估，另外二维纸质工艺文件无法直观反映装配细节与要求，给工艺技术状态控制、操作人员理解、使用带来困难。

目前对于三维装配技术的研究集中在利用计算机对产品的空间几何、拓扑结构和装配约束关系进行自动分析和推理，建立零部件间的装配顺序优先约束，从而找出所有几何上可行的装配序列，并通过某种评价机制(如最短装配时间和最小装配成本)进行优选。但据申请人所知，目前尚无一个完整的，用于三维装配工艺规划并生成三维工艺卡片和装配过程动画的三维装配工艺设计方法可供人们借鉴使用。

发明内容

本发明的目的是针对传统的基于二维CAD的CAAPP系统将难以完全满足企业CAD/CAPP/CAM集成的需要以及传统的基于手工的装配工艺设计方法不能满足制造系统高效率、信息高度集成的要求，不能满足瞬息万变的市场对产品开发周期的要求的问题，发明一种基于三维CAD基础设计平台的、可由工艺设计人员直接调用产品CAD数据库，快速完成无纸化三维装配工艺文件的实现方法。

本发明的技术方案是：

一种无纸化三维装配工艺文件的实现方法，其特征是它包括以下步骤：

首先，由工艺设计人员从产品设计数据库中调取待装配产品的CAD装配文件，利用CAD二次开发接口程序读取CAD装配模型文件的层次信息、约束信息，建立约束链表，并由程序重新进行组织生成零件的拓扑信息和装配信息，存入装配信息数据库ASSEMBLY_DB中；

其次，利用CAD软件对零件的CAD设计模型进行三角面片分割，生成三角面片文件(如STL、VRML等文件格式)，然后建立零件模型的各种几何特征(轴线，平面，圆柱面等)与面片之间的映射关系，并通过数据转换接口程序生成包含这些面片信息的虚拟现实文档——NFF格式文件，获得能够利用虚拟现实软件开发包World Toolkit显示的装配模型的几何信息；

第三，由系统根据零件的装配约束和接触数目推荐各子装配体的基础件，并高亮显示与之有装配约束和接触关系的其他零件，然后由工艺设计人员确定各个子装配体，通过软件建立初步的层次装配结构和子装配体的装配顺序；

第四，以上述层次装配结构和子装配体的装配顺序为基础，在虚拟装配环境中选取工装/工具模型依次对装配单元进行装配，实时进行碰撞干涉检测，验证装配顺序的可行性及装配的合理性，得到可行的零件装配工步序列表。同时由软件记录所有可行性装配的路径结点信息；

第五，工艺人员将上述工步顺序以及装配路径结点信息按照生产线实际工位进行组合，得到每个工序的三维立体图文件和装配动画效果文件，同时生成工艺卡片，其中工艺卡片主要包括二个部分：文字表格区域和三维装配动画区域，由工艺人员对文字表格部分进行编辑，根据四中产生的装配路径结点信息生成三维装配动画，并嵌入到工艺卡片中；

最后，将上述生成的每个工序的三维立体图文件、装配动画效果文件及工艺卡片保存到装配数据库中，由装配人员根据工位编号查询数据库调用本工位的工艺卡片及三维立体图文件、装配动画效果文件在工位显示器中显示，并能根据装配人员的要求反复演示示教。

本发明的有益效果：

本发明解决了二维纸制工艺文件无法直观反映装配细节与要求，不利于操作人员理解和使用的问题，具有直观性、交互性好的特点，通过它，工艺人员可以通过导入的CAD设计模型，方便的编制三维装配工艺文件，也可以对装配现场的操作人员起到示教的作用。以便于降低装配设计成本、缩短装配周期和提高运行效率。

附图说明

图1是装配三维工艺设计系统软件结构图。