面向装配偏差仿真分析的STL模型处理技术研究.pdfVIP

机械设计与制造 第 12期 58 Machinery Design Manufacture 2011年 12月 文章编号：1001—3997(2011)12—0058—03 ^3面向装配偏差仿真分析的STL模型处理技术研究术 荔 张晓青 金 隼 用 (上海交通大学 上海市数字化汽车车身工程重点实验室，上海 200240) StudyonprocessingtechnologyofSTLmodelforassemblyvariationsimulationanalysis ZHANGXiao-qing，JINSun (ShanghaiKeyLaboratoryofDigitalAutobodyEngineering，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China) 中图分类号：TH164 文献标识码 ：A 1引言 统，该方面正在成为国内研究的热点。 进行装配偏差分析所使用的模型只要包含一些关键特征的几 汽车、飞机、船舶等大型工业产品的装配过程涉及成千上万 何信息，能明确表达定位、测量要素即可，不需要有特别复杂的曲面 个零件和复杂装配制造过程，其装配偏差对最终产品质量有着至 造型。STL模型作为一种通用的文件格式，具有体积小、跨平厶．陛良 关重要的影响。来源于零件制造、装夹定位等因素的尺寸偏差在多 好等优点，不需要转换接口与其他CAD平台进行转换。以STL模 级装配过程中进行传播累积，是造成最终装配偏差的主要方式m。 型为基础，通过对其进行处理，实现关键特征的交互拾取，从而为构 在设计阶段对装配过程中偏差传递进行数值仿真预测与分析以优 建独立于三维造型平台的装配偏差分析系统提供输入基础。 化产品结构与装配工艺，对于提高产品设计精度、提升制造质量和 缩短开发周期具有重要意义。 2STL模型的相关研究 自上世纪90年代以来计算机辅助公差设计技术得到迅速发 2．1STL文件格式 展，能够从构建合理的装配偏差模型出发，通过公差分析为设计人 员提供理论参考，以取代传统经验设计、减少潜在偏差源，显著提高 设计质量和效率日。目前的国际上装配偏差分析商用软件中典型的 有DCS公司的3DCS、Sigmetrix公司的CETOL、Tecnomatix公司的 Tolmat等，其中UGS公司开发的VSA为 目前国内业界较为熟悉的 一 款独立软件，然而其所用模型为it格式，需要通过专用转换接口 模块与其它CAD系统衔接。国内一些科研人员在UG平台上实现 图1某轿车前门STL文件的存储格式和模型表示 计算机辅助公差设计的开发方案并给出了飞机装配的实例，但对 Fig．1A carfrontdoorSTLfilestorageformatandmodelrepresentation UG平台的依赖性过强。一些科研人员E在I 自主开发的装配偏差分析 STL文件格式由美国3DSystem公司开发，数据结构简单并且 软件系统AVA中应用STL文件进行装配建模分析，摆脱了对CAD 具有良好的跨平台性，最早是作为快速成型领域中的接口标准。某 系统的依赖，并给出了轿车车身等应用实例。为了更加方便设汁人 轿车前门STL文件的模型格式，如图1所示。在具体的存储上有二 员进行偏差分析 ，需要开发独立于三维CAD平台的偏差分析系 进制和ASCII码两种格式。ASCII码格式存储了每个三角形面片的 ★来稿日期：2011加2