基于模板的自顶向下并行装配设计.docVIP

第 11卷  第 5期  计算机辅助设计与图形学学报  V o l. 11, N o. 5 1999年 9月 JOU RNAL O F COM PU T ER A ID ED D ES IGN AND COM PU T ER GRA PH ICS 基于模板的自顶向下并行装配设计 李海龙　宋　鹏　董金祥 (浙江大学人工智能研究所　杭州　310027) (浙江大学 CAD CG国家重点实验室　杭州　310027) Sep. , 1999 摘  要　在分析产品设计系统的装配功能的基础上,提出了一个并行装配设计模式及装配模板与模板实例化的概 念;在处理装配约束时,引入了装配约束的虚拟表示与实例表示概念,使得系统具有了支持自顶向下和自底向上 2种 配设计方法能在零件设计级上有效地支持并行设计. 关键词　装配设计,并行设计,自顶向下,装配模板 中图法分类号　T P 391. 7 TOP-DOWNCONCURRENTASSEMBLINGBASEDONTEMPLATE (InstituteofArtificialIntelligence,ZhejiangUniversity ,Hangzhou　310027) (StateKeyLaboratoryofCAD CG ,ZhejiangUniversity ,Hangzhou　310027) p roving N ew ton m ethod. It a lso p ropo ses a concu rren t a ssem b ly design m odel ba sed on the a ssem b ly tem p la te, in 并行工程不是指具体的系统,而只是种思想或方法,对于 系统开发来说,则是要求该系统能够为它的用户提供并行工 作的环境.一个产品往往包含多个部件,由于在产品的装配设 计这一环节上具有很好的并行性,选择产品设计的这一环节 候,通过与日本工业界的对比,发现他们传统的工程方法致使 方向. 的各阶段的相互线性分离更导致了开发周期的过长.为改变 这种不利局面,他们提出了并行工程的思想,并率先将这种思2　装配设计功能分析 想应用于他们的武器系统的开发过程中.并行工程是一种系 统的并行工作方式的工程,它使产品生产周期中的各个功能 设计功能结构,它主要包含了以下几个部分: 过去那种一个一个串行地实现生命周期各阶段的工作方式. 它强调产品开发中的各类人员工作团队,包括用户、制造厂、往通过底层的几何约束来表示,要求在进行装配设计之前, 供给厂、技术支持单位等多方面的交叉、全过程并行合作,从必须先完成对零部件的设计,所以无法对自顶向下设计方式 而能明确目标、发挥各方特长、早期发现问题和解决问题 [1 ]. 然科学基金资助 (N o..李海龙,男, 1970年 3月生,讲师,工学博士,主要研究方向为基于特征的参数化造型系统、系统集成、并行设 计.宋　鹏,硕士研究生,主要研究方向为基于特征的参数化造型系统、变量化设计.董金祥,博士生导师,教授,浙江大学 CAD CG国家重点 实验室副主任、浙江大学人工智能所常务副所长,主要研究方向为CAD、图形学、C IM S、工程数据库. ?1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved. 442  计算机辅助设计与图形学学报  1999年 表示统一采用符号表示的方法,约束的对象可以是已完成的 零部件中的几何元素,也可以是来自装配模板的虚拟对象, 以便处理不完整模型.装配约束表示采用树结构形式,在系 统中,基于符号的约束树结构表示 (称为虚拟表示)与最终详 细装配设计中约束树表示 (称为实例表示)是完全一致的,不 存在表示形式的转换.当用户采用自底向上的设计方法时, 则直接建立实例表示. 装配约束描述.对于自底向上的设计来说,可以采用 诸如耦合、对齐、同轴等形式来描述形体几何元素之间的约 束关系;对于自顶向下的设计来说,则可以对非形体配合约 束进行描述,如公差约束,机构运动约束等. 装配约束求解.装配约束通过第 3节中提到的符号化 通用非线性方程求解器求解.有人曾提出利用自由度分析的 方法来求解配合约束 [3, 4 ] ,这种方法在效率和可靠性方面具 有较明显的优势,但是它缺乏对非配合约束,如公差约束、功  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.在这一过程中,需要考虑零部件在装配、功 能及制造等方面的设计,即零部件的设计依赖于前期的功能 及装配设计;后者为前者规定了行为准则和性能要求,因此 实际的设计过程是一种自顶向下的设计过程.但是,在这个 过程中,存在着后续阶