[发明专利]一种复杂装配体装配公差综合自动生成方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机辅助公差设计(CAT)领域，具体涉及一种复杂装配体装配公差综合自动生成方法。

背景技术

公差综合是指在满足产品装配功能需求的情况下,以产品的可装配性和产品可制造性为约束,使总成本最小为目标的公差分配过程。在当前几何产品的设计过程中，公差综合信息基本上是由设计者在CAD系统中手工指定。由于设计者自身经验上的差异，不同的设计者有可能对同一几何产品指定不同的装配公差类型和公差值，这就会造成产品设计过程中的不确定性。为了减少这种不确定性，同时解决公差信息在异构系统之间传递不畅的问题，需要用统一的语义来表示公差信息。如何自动生成合理的公差类型和公差值以及公差信息的有效共享和顺畅传递的问题，已经成为CAD发展和CAX集成的瓶颈之一。

发明内容

针对“产品设计过程中公差综合无法自动生成”和“公差信息在异构CAX系统之间传递不畅”这两个问题，本发明汲取人工智能领域最新研究成果，提供一种复杂装配体装配公差综合自动生成方法。

一种复杂装配体装配公差综合自动生成方法，其步骤如下：

(1)构建产品的三维装配模型，根据产品的功能要求及各零件的理想尺寸，使用三维实体造型软件SolidWorks构建出产品的三维装配模型；

(2)解装配产品的三维装配模型，根据产品的结构，在SolidWorks中对产品的三维装配模型进行解装配，将模型分解为2个以上零件；

(3)提取零件之间的装配约束关系，从产品的三维装配模型中提取出各零件之间的装配约束关系；

(4)提取各零件的装配特征表面，将产品三维模型中的各个零件进一步分解为2个以上装配特征表面，自动提取出各零件的装配特征表面；

(5)装配公差综合本体类和属性的构建，通过分析装配公差综合领域相关知识，提取其中的概念和关系，构建公差综合本体中的类和属性；

(6)构建表示零件之间装配约束关系的断言公理集，根据步骤3提取到的零件之间的装配约束关系，构建表示零件之间装配约束关系的断言公理集；

(7)构建表示装配特征表面之间约束关系的断言公理集，根据步骤4提取到的各零件的装配特征表面和步骤6构建的表示零件之间的装配约束关系的断言公理集，构建表示装配特征表面之间的约束关系的断言公理集；

(8)构建表示装配特征表面几何要素之间空间关系的断言公理集，根据步骤7构建的表示装配特征表面之间约束关系的断言公理集，确定每一对相互约束的特征表面的实际组成要素和拟合导出要素，根据这些几何要素及装配体的拓扑结构，确定装配特征表面几何要素之间的空间关系，并构建表示这些空间关系的断言公理集；

(9)推理确定各零件的装配公差类型和装配公差值，以步骤8中构建的表示装配特征表面几何要素之间空间关系的断言公理集作为输入，将网络本体语言(OWL)描述的结构化知识转换为Jess事实，并将语义网规则语言(SWRL)描述的约束化知识转换为Jess规则，之后应用Jess推理引擎推理生成每一对相互约束的装配特征表面的可选装配公差类型和可选装配公差值，最后对它们进行选择和优化；

(10)公差值的优化分配，推理获取可选装配公差值后，以成本-公差函数为目标函数，以公差的等式约束和不等式约束为约束条件，建立公差值的优化分配数学模型，并基于遗传算法对公差值进行优化；

(11)可装配性评价，实现了公差值的优化分配后，还需要对产品的可装配性进行检验。在优化的公差区间中随机选取旋量参数的值，并计算出各装配功能需求所对应的装配成功率。

本发明采用OWL和SWRL描述整个推理过程，具有简易性、高效性及智能性等优点。它满足公差信息在异构CAX系统之间有效共享和顺畅传递的需求，符合设计者自顶向下的思维习惯，有较强的适用性。

附图说明

图1为本发明所设计的装配公差综合自动生成方法的流程图；

图2为对开齿轮箱的局部视图；

图3为零件的装配特征表面图；

图4为本发明构建的所有OWL类的层次关系图；

图5为本发明构建的所有OWL属性的层次关系图；

图6为本发明建立的采用SWRL描述的装配公差综合的生成规则图；

图7(icylindrical,s01(p3))的可选装配公差类型；

图8(s04(p02),s01(p3))的可选装配公差类型；

图9对开齿轮箱公差标注图。

具体实施方式