數(shù)字化裝配的發(fā)展現(xiàn)狀研究.doc

1畢業(yè)論文開(kāi)題報(bào)告題目：數(shù)字化裝配的發(fā)展現(xiàn)狀研究學(xué)部：工程技術(shù)學(xué)部學(xué)生姓名：專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)號(hào)：班指導(dǎo)教師姓名：指導(dǎo)教師職稱：年月日220世紀(jì)80年代后期以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，以美國(guó)為首的西方發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始研究產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)以全面采用數(shù)字化產(chǎn)品定義、數(shù)字化預(yù)裝配、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、并行工程和虛擬制造技術(shù)為主要標(biāo)志，從根本上改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制造方式，大幅度地提高了設(shè)計(jì)制造技術(shù)水平。我國(guó)的數(shù)字化裝配技術(shù)尚處于起步階段，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在較大差距研究目的和意義(1)容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)的并行工程，因此，能夠縮短產(chǎn)品研制周期，降低開(kāi)發(fā)成本；(2)在產(chǎn)品實(shí)際(實(shí)物)裝配之前，通過(guò)裝配過(guò)程仿真，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題，有效地減少裝配缺陷和產(chǎn)品的故障，減少因裝配干涉等問(wèn)題而進(jìn)行的重新設(shè)計(jì)和工程更改，因而降低了產(chǎn)品研制風(fēng)險(xiǎn)，保證了產(chǎn)品裝配的質(zhì)量；(3)利用數(shù)字標(biāo)工達(dá)到裝配過(guò)程協(xié)調(diào)以數(shù)字量傳遞，簡(jiǎn)化和減少了實(shí)物工裝，并且使用數(shù)字測(cè)量技術(shù)保證了裝配質(zhì)量；(4)裝配仿真過(guò)程產(chǎn)生的圖片、視頻錄象直觀地演示裝配仿真，使裝配工人更容易理解裝配工藝，減少了裝配過(guò)程反復(fù)，減少了人為差錯(cuò)；(5)裝配仿真過(guò)程產(chǎn)生的圖片，視頻錄象可用于對(duì)維修人員的培訓(xùn)；(6)對(duì)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，通過(guò)三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)與仿真，減少了技術(shù)決策風(fēng)險(xiǎn)，降低了技術(shù)協(xié)調(diào)成本；(7)通過(guò)三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)與仿真，進(jìn)行時(shí)間工時(shí)分析、車(chē)間三維工藝布局、資源規(guī)劃和評(píng)估，有利于提高生產(chǎn)計(jì)劃的準(zhǔn)確度；(8)可提高企業(yè)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)研制方面的快速應(yīng)變能力，適應(yīng)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和3不同的用戶需求；(9)提高了企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力。國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)外對(duì)虛擬裝配的研究起步早，其中美國(guó)華盛頓州立大學(xué)開(kāi)發(fā)“虛擬裝配設(shè)計(jì)環(huán)境”的虛擬裝配設(shè)計(jì)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)人員在該系統(tǒng)中進(jìn)行虛擬裝配時(shí)可以直接操作虛擬的零件模型，通過(guò)模擬現(xiàn)實(shí)的裝配場(chǎng)景，可驗(yàn)證并解決產(chǎn)品的可裝配性問(wèn)題，獲得有關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造工藝信息。同時(shí)英國(guó)、日本和德國(guó)也相繼開(kāi)發(fā)出各自的虛擬現(xiàn)實(shí)裝配系統(tǒng)，并在某些著名企業(yè)得到了很好的應(yīng)用。我國(guó)虛擬裝配技術(shù)起步晚，相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家還有一定的差距。近些年發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，如清華大學(xué)國(guó)家計(jì)算機(jī)集成制造（CIMS）工程技術(shù)研究中心在商品化CAD軟件Pro/ENGINEER基礎(chǔ)上二次開(kāi)發(fā)而成的工具軟件系統(tǒng)虛擬裝配支持系統(tǒng)（VASS），能夠基于三維實(shí)體模型在計(jì)算機(jī)上開(kāi)展產(chǎn)品及其部件的數(shù)字化預(yù)裝配，進(jìn)行裝配工藝規(guī)劃，驗(yàn)證產(chǎn)品可裝配性，并生成能夠指導(dǎo)實(shí)際裝配作業(yè)的裝配工藝規(guī)程和卡片等等。浙江大學(xué)CAD國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的虛擬裝配設(shè)計(jì)系統(tǒng)VDVAS（VirtualDesignandVirtualAssemblySystem）實(shí)現(xiàn)了在同一虛擬環(huán)境中修改零件的幾何模型，無(wú)需在虛擬環(huán)境與CAD系統(tǒng)間進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和傳輸，提高了系統(tǒng)的可靠性；同時(shí)對(duì)基于語(yǔ)義的產(chǎn)品裝配設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行了研究，實(shí)現(xiàn)了基于語(yǔ)義的產(chǎn)品裝配操作，對(duì)進(jìn)一步提高產(chǎn)品裝配效率與質(zhì)量具有重要意義。西北工業(yè)大學(xué)CAD/CAM國(guó)家專業(yè)實(shí)驗(yàn)室結(jié)合飛機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，基于SolidWorks和CATIA軟件平臺(tái)開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)了裝配仿真系統(tǒng)。華中科技大學(xué)在Pro/E環(huán)境下，利用開(kāi)發(fā)工具Pro/Develop成功開(kāi)發(fā)了包括裝配序列規(guī)劃、裝配路徑規(guī)劃及裝配過(guò)程仿真等功能模塊的虛擬裝配系統(tǒng)。西飛公司開(kāi)發(fā)的數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)能完成產(chǎn)品零部件的三維模型設(shè)計(jì)、數(shù)字化預(yù)裝配、干4涉檢查等功能主要研究?jī)?nèi)容：裝配工藝知識(shí)的表達(dá)與建庫(kù)、裝配建模、碰撞檢驗(yàn)與裝配路徑規(guī)劃、產(chǎn)品裝配性能評(píng)價(jià)方法、異構(gòu)系統(tǒng)間裝配信息交換技術(shù)、自然化的人機(jī)交互技術(shù)、裝配公差分配與優(yōu)化技術(shù)。我國(guó)數(shù)字化裝配發(fā)展現(xiàn)狀以及與發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)裝配方法的差距，數(shù)字化裝配的一些技術(shù)和方法，數(shù)字化裝配技術(shù)在一些領(lǐng)域的上的應(yīng)用，如飛機(jī)制造、汽車(chē)零部件裝配、應(yīng)用領(lǐng)域：裝配工藝與工裝優(yōu)化、復(fù)雜產(chǎn)品可視化工藝5畢業(yè)論文題目：數(shù)字化裝配的發(fā)展現(xiàn)狀研究學(xué)部：專業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師姓名：指導(dǎo)教師職稱：2011年3月28日摘要6面對(duì)著當(dāng)今市場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)、迅速變化的形勢(shì)，制造企業(yè)必須不斷地縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期和提高產(chǎn)品的質(zhì)量。傳統(tǒng)的制造業(yè)已經(jīng)進(jìn)入到了一個(gè)巨大的變革時(shí)期，計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)日益發(fā)展、成熟，越來(lái)越深入的應(yīng)用到制造領(lǐng)域?，F(xiàn)在我國(guó)正不斷地引進(jìn)消化吸收國(guó)外先進(jìn)制造技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，集成制造、敏捷制造、虛擬制造、虛擬裝配等先進(jìn)技術(shù)正在深入普及。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造各環(huán)節(jié)中，產(chǎn)品裝配是一個(gè)很重要環(huán)節(jié)，也是影響產(chǎn)品質(zhì)量和建造周期的重要因素之一。虛擬裝配技術(shù)是一種全新的設(shè)計(jì)概念。它可有效支持自頂向下的并行產(chǎn)品設(shè)計(jì)可裝配性設(shè)計(jì)，以縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期,因此虛擬裝配技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值和重要性越來(lái)越受到制造企業(yè)的認(rèn)可，它可以大幅縮短建造周期，提前發(fā)現(xiàn)并改進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)施工的不合理環(huán)節(jié)，減少返工率，降低建造成本。目前中國(guó)航空制造業(yè)在虛擬裝配技術(shù)中的研究和應(yīng)用有了長(zhǎng)足的發(fā)展，而在船舶和汽車(chē)行業(yè)中的應(yīng)用還處于初級(jí)階段，尤其在海洋工程大型設(shè)備裝配領(lǐng)域的研究還很少。本文借鑒在大飛機(jī)應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)和方法，探討虛擬裝配技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)應(yīng)用方法，希望對(duì)我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展起到一定推動(dòng)作用。關(guān)鍵詞數(shù)字化裝配虛擬裝配虛擬制造柔性化裝配AbstractFacingthefiercecompetitionintodaysmarket、rapidlychangingsituation.Manufacturingenterpriseshavetocontinuetoshortenproductdevelopmentcyclesandimproveproductquality.Thetraditionalmanufacturingindustryhasenteredaperiodofgreatchange,Increasingdevelopmentofcomputerandinformation7technologymorein-depthapplytothemanufacturing.Nowouriscontinuingtodigesttheintroductionofforeignadvancedmanufacturingtechnologyandexperience,IntegratedManufacturing,AgileManufacturing,VirtualManufacturing,VirtualAssemblyandsoonIsuniversalindepth。Inallsectorsofproductdesignandmanufacturing,productassemblyisaveryimportantpartbutalsoanimportantfactorinproductqualityandconstructioncycling.Virtualassemblytechnologyisanewdesignconcept.Itcaneffectivelysupportparalleltop-downdesignforassemblytoshortentheproductdevelopmentcycle,therefore,thevalueofvirtualassemblytechnologyandimportanceofrecognitionaremoreandmoreappliedbymanufacturingenterprises.Itcansignificantlyshortentheconstructionperiod,foundinadvanceandimprovetheirrationalaspectsofsiteconstruction,reducethereworkrate,reduceconstructioncosts.Chinasaviationindustryiscurrentlyinavirtualassemblytechnologyresearchandapplicationhavemadegreatprogress,butinthemarineandautomotiveindustryapplicationsatanearlystage,Inparticular,theresearchinthefieldoflargeequipmentinthemarineengineeringisverylittle.Thisarticledrawsontheexperienceofalargeaircraftapplicationsandmethods,probevirtualassemblyapplicationmethodsinthemachinerymanufacturingindustry,wanttoplayaroleinthedevelopmentofChinasmachinerymanufacturingindustry.8KeywordsDigitalAssemblyVirtualAssemblyVirtualManufacturingFlexibleassembly9目錄第1章緒論.1.1課題的研究背景及意義.1.2數(shù)字化裝配技術(shù).1.3數(shù)字化裝配的特點(diǎn).1.4數(shù)字化裝配技術(shù)的主要功能.1.5國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及應(yīng)用.1.5.1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀及應(yīng)用.1.5.2國(guó)外研究現(xiàn)狀及應(yīng)用.1