機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化裝配技術(shù)

付宜利教授，博士生導(dǎo)師。哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)器人研究所副所長，BIO—X中心主任。中國人工智能學(xué)會(huì)機(jī)器人專業(yè)委員會(huì)副主任委員，黑龍江省生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)副理事長。主要研究領(lǐng)域?yàn)橄冗M(jìn)制造技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)工程。主持國家自然科學(xué)基金和國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃等國家級(jí)科研項(xiàng)目30余項(xiàng)，多項(xiàng)研究成果填補(bǔ)國際國內(nèi)空白，取得國家發(fā)明專利20余項(xiàng)。在國內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物和會(huì)議上發(fā)表論文200余篇，獲省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)6項(xiàng)。

第1章機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化裝配技術(shù)概述

1.1機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化裝配技術(shù)研究的目的與意義

1.2數(shù)字化裝配技術(shù)的研究現(xiàn)狀

1.3組合優(yōu)化算法的發(fā)展

第2章機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化裝配建模

2.1裝配關(guān)系表達(dá)

2.2基于有向圖的裝配模型

2.3基于優(yōu)先關(guān)系圖的裝配模型

2.4基于知識(shí)Petri網(wǎng)的裝配模型

第3章機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化裝配序列評(píng)價(jià)

3.1裝配序列評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容

3.2裝配空間可行性驗(yàn)證

3.3裝配工具操作空間可行性驗(yàn)證

3.4裝配人體操作空間檢驗(yàn)

3.5裝配路徑檢驗(yàn)

3.6裝配代價(jià)評(píng)價(jià)

第4章機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化裝配序列規(guī)劃

4.1有向圖割集分解裝配序列規(guī)劃

4.2基于有向裝配連接圖的選擇性序列規(guī)劃

4.3基于MMAS*算法的線性裝配序列規(guī)劃

4.4面向多人裝配的序列規(guī)劃

第5章機(jī)電產(chǎn)品裝配路徑規(guī)劃

5.1基于動(dòng)態(tài)坐標(biāo)的A*搜索裝配路徑規(guī)劃

5.2基于遺傳算法的裝配路徑規(guī)劃

第6章機(jī)電產(chǎn)品管線自動(dòng)敷設(shè)規(guī)劃

6.1管線自動(dòng)敷設(shè)評(píng)價(jià)方法

6.2基于混沌過程預(yù)處理模型

6.3基于M—PSO算法單管線自動(dòng)敷設(shè)方法

第7章機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化裝配實(shí)例系統(tǒng)

7.1裝配規(guī)劃分析子系統(tǒng)言

7.2管線敷設(shè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)

附錄

附錄1緊固件處理流程圖

附錄2裝配重定位的計(jì)算流程

參考文獻(xiàn)

術(shù)語索引

付宜利、孫建勛、代勇、封海波編著的《機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化裝配技術(shù)/航天科學(xué)與工程專著系列》共7章，分別為機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化裝配技術(shù)概述、機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化裝配建模、機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化裝配序列評(píng)價(jià)、機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化裝配序列規(guī)劃、機(jī)電產(chǎn)品裝配路徑規(guī)劃、機(jī)電產(chǎn)品管線自動(dòng)敷設(shè)規(guī)劃、裝配規(guī)劃分析系統(tǒng)和管線敷設(shè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)。

本書適合先進(jìn)制造、虛擬制造、裝配自動(dòng)化等相關(guān)領(lǐng)域的研究人員、工程技術(shù)人員、教師、研究生、高年級(jí)本科生作為產(chǎn)品數(shù)字裝配技術(shù)研究學(xué)習(xí)用書。

前言

第1章 數(shù)字化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

1．1 信息技術(shù)與先進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)

1．1．1 信息技術(shù)

1．1．2 先進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)

1．2 機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)

1．2．1 機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程

1．2．2 產(chǎn)品模型的發(fā)展

1．2．3 基于零部件重用的機(jī)電產(chǎn)品

數(shù)字化設(shè)計(jì)

1．3 三維CAD系統(tǒng)SolidEdge

1．3．1 裝配設(shè)計(jì)

1．3．2 零件設(shè)計(jì)

1．3．3 鈑金設(shè)計(jì)

1．3．4 流暢的制圖模塊

1．3．5 渲染和其他高效工具

1．3．6 管道設(shè)計(jì)與線纜設(shè)計(jì)

1．3．7 焊接設(shè)計(jì)

1．3．8 用戶界面

第2章 零件設(shè)計(jì)

2．1 零件設(shè)計(jì)理念

2．1．1 簡單幾何體的構(gòu)成方式

2．1．2 復(fù)雜幾何體的構(gòu)成

2．2 零件設(shè)計(jì)模塊設(shè)計(jì)流程概述

2．3 零件設(shè)計(jì)應(yīng)用舉例

2．3．1 創(chuàng)建風(fēng)葉輪

2．3．2 創(chuàng)建軸類零件

2．3．3 創(chuàng)建盤形傳動(dòng)零件

2．3．4 創(chuàng)建箱體零件

2．3．5 創(chuàng)建軸型殼體零件

2．4 曲面零件設(shè)計(jì)

2．4．1 創(chuàng)建曲面

2．4．2 編輯點(diǎn)與曲線

2．4．3 編輯曲面

2．4．4 曲面的應(yīng)用

2．4．5 曲面設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例

2．5 創(chuàng)建工程零件庫

2．5．1 一級(jí)圓柱齒輪減速器零件庫

2．5．2 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌工作臺(tái)零件庫

第3章 裝配設(shè)計(jì)

3．1 裝配基礎(chǔ)理論

3．1．1 裝配設(shè)計(jì)方法

3．1．2 裝配關(guān)系

3．2 裝配設(shè)計(jì)的界面、命令及基本步驟

3．2．1 裝配界面與操作步驟

3．2．2 裝配關(guān)系命令總匯

3．3 一級(jí)圓柱齒輪減速器裝配實(shí)例

3．3．1 小齒輪軸裝配件的創(chuàng)建

3．3．2 大齒輪軸裝配件的創(chuàng)建

3．3．3 一級(jí)圓柱齒輪減速器總裝配件

3．3．4 一級(jí)圓柱齒輪減速器箱蓋的配作

3．4 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌工作臺(tái)裝配實(shí)例

3．4．1 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌底座子裝配件

3．4．2 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌滑塊子裝配件

3．4．3 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌傳動(dòng)螺母子裝配件

3．4．4 滾動(dòng)導(dǎo)軌工作臺(tái)子裝配件

3．4．5 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌工作臺(tái)總裝配件

3．5 裝配件爆炸圖（分解裝配件）

3．5．1 裝配爆炸圖的界面與命令

3．5．2 一級(jí)圓柱齒輪減速器爆炸圖的創(chuàng)建實(shí)例

3．6 創(chuàng)建裝配件的相似裝配模塊

3．6．1 創(chuàng)建裝配族的新成員進(jìn)行子裝配件的替換

3．6．2 創(chuàng)建裝配族的新成員進(jìn)行零件重裝與變量定義

3．7 創(chuàng)建裝配件剖視圖

3．7．1 創(chuàng)建裝配件剖視圖的界面與動(dòng)態(tài)工具條

3．7．2 創(chuàng)建一級(jí)圓柱齒輪減速器總裝配件的剖視圖實(shí)例

第4章 基于事物特性表的產(chǎn)品變型

設(shè)計(jì)

4．1 事物特性表技術(shù)

4．2 基于事物特性表的產(chǎn)品建模原理

4．2．1 產(chǎn)品模型分析

4．2．2 基于事物特性表的產(chǎn)品模型

4．3 基于事物特性表的變型設(shè)計(jì)技術(shù)

4．3．1 基于事物特性表的零件變型設(shè)計(jì)原理

4．3．2 基于事物特性表的部件變型設(shè)計(jì)原理

4．3．3 產(chǎn)品變型設(shè)計(jì)原理

4．4 基于SolidEdge二次開發(fā)的變型設(shè)計(jì)系統(tǒng)

4．4．1 SolidEdge二次開發(fā)概述

4．4．2 系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

4．4．3 系統(tǒng)的功能模型

4．4．4 變型設(shè)計(jì)過程

4．4．5 變型設(shè)計(jì)系統(tǒng)與PDM系統(tǒng)的集成原理

4．4．6 系統(tǒng)集成對(duì)變型設(shè)計(jì)過程的支持

4．5 電動(dòng)工具的變型設(shè)計(jì)

4．5．1 電動(dòng)工具事物特性表

4．5．2 基于事物特性表的電動(dòng)工具零件變型設(shè)計(jì)

4．5．3 電動(dòng)工具部件變型設(shè)計(jì)

第5章 機(jī)電產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)

5．1 配置設(shè)計(jì)原理

5．2 產(chǎn)品配置模型

5．2．1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模型

5．2．2 基于事物特性表的產(chǎn)品配置模型描述

5．2．3 配置知識(shí)的約束分類

5．3 產(chǎn)品配置知識(shí)庫的構(gòu)建

5．3．1 產(chǎn)品配置知識(shí)的表達(dá)

5．3．2 配置知識(shí)的解析

5．4 基于實(shí)例的產(chǎn)品配置推理

5．4．1 基于實(shí)例推理的原理

5．4．2 基于實(shí)例推理的步驟

5．4．3 實(shí)例檢索和提取

5．5 千斤頂產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)系統(tǒng)

5．5．1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

5．5．2 系統(tǒng)管理模塊

5．5．3 零部件管理與變型設(shè)計(jì)模塊

5．5．4 配置設(shè)計(jì)

第6章 機(jī)電產(chǎn)品工藝變型設(shè)計(jì)

6．1 工藝變型設(shè)計(jì)原理

6．1．1 機(jī)械加工工藝的組成

6．1．2 參數(shù)化主文檔

6．1．3 實(shí)例工藝文檔派生

6．2 工藝變型設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)

6．2．1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹管理

6．2．2 零部件工藝數(shù)據(jù)庫管理

6．2．3 工藝匹配檢索技術(shù)

6．3 電動(dòng)工具工藝變型系統(tǒng)設(shè)計(jì)

6．3．1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹管理子系統(tǒng)設(shè)計(jì)

6．3．2 工藝報(bào)表定制子系統(tǒng)設(shè)計(jì)

6．4 電動(dòng)工具工藝變型系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

6．4．1 系統(tǒng)主界面

6．4．2 零部件編碼以及實(shí)例檢索模塊

6．4．3 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹管理

6．4．4 制造資源管理模塊

6．4．5 工藝設(shè)計(jì)管理

6．4．6 工藝報(bào)表定制管理模塊

參考文獻(xiàn)

數(shù)字化設(shè)計(jì)是先進(jìn)制造業(yè)的基礎(chǔ)，國家目前正大力開展“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，旨在培養(yǎng)一批創(chuàng)新型工程人才，掌握數(shù)字化設(shè)計(jì)是機(jī)械工程師應(yīng)該具備的條件。為幫助讀者盡快掌握機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)方法，蘇少輝等編寫了《機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)(普通高等教育十二五卓越工程能力培養(yǎng)規(guī)劃教材)》。書中提供了大量的工程案例，希望通過這些案例為“卓越工程師”培養(yǎng)提供工程實(shí)踐方面的幫助。

在敏捷裝配企業(yè)中，由于產(chǎn)品頻繁變換和多品種混流生產(chǎn)，人為裝配缺陷已經(jīng)成為質(zhì)量管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本項(xiàng)目針對(duì)復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品的敏捷裝配，系統(tǒng)研究人為裝配缺陷的影響因素、預(yù)測技術(shù)和控制方法。首先，通過實(shí)證分析研究人為裝配缺陷的關(guān)鍵影響因素，開發(fā)出人為裝配質(zhì)量預(yù)測模型；其次，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)和在線控制三個(gè)層次，研究面向裝配質(zhì)量的優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)和質(zhì)量控制方法；最后，開發(fā)出計(jì)算機(jī)輔助裝配質(zhì)量管理決策支持系統(tǒng)，并總結(jié)出機(jī)電產(chǎn)品敏捷裝配質(zhì)量管理模式。本項(xiàng)目屬于質(zhì)量管理、人因工程、信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)的交叉融合，是質(zhì)量管理領(lǐng)域的創(chuàng)新研究，具有重要的理論意義和明確的應(yīng)用前景。