利用计算机来仿真、分析和评价产品的装配过程。它不仅可以在三维环境下直观地展示零部件的几何形状和空间位置关系，还可以仿真和分析产品的动态装配过程、检验和评价产品装配工艺的正确性，从而优化产品设计、避免或减少物理模型制作、缩短开发周期、降低开发成本、提高装配操作人员的培训速度、提高装配质量和效率，解决难以用物理模型试验或检验的技术问题。虚拟装配系统功能模型根据对印刷机械产品的分析，系统输入为产品设计的零部件模型、工装工具模型等，在CAD建模系统、数据库系统和虚拟现实系统的支持下，在装配技术要求、装配人员的经验知识和各种装配规则的约束下进行虚拟装配，*终输出针对设计的更改意见、针对工艺设计人员的优化装配工艺方案和针对总装车间的培训示教系统。
系统功能模型按照该功能模型，系统可分为装配建模环境、工艺规划环境和装配现场环境三部分，集装配工艺规划、装配示教和培训以及质量控制于一体，将产品设计人员、工艺规划人员和装配人员紧密地联系在一起以协同工作。在装配建模环境下，建立零部件和工装工具的三维实体数字化模型，将零部件组装成产品，提取装配特征信息和空间位置信息，建立产品装配模型。在工艺规划环境下，根据产品装配模型1中提供的装配信息，采用几何推理和人工指导拆卸相结合的方法，进行装配序列规划，在此基础上进行交互式工艺规划及仿真。零件的配合特征产品零件之间是通过点面接触连接在一起的，典型的配合包括圆柱配合、圆锥配合、平面配合等。零件的配合特征中*重要的信息就是配合特征矩阵，它包含了零件的自由度信息和局部拆卸方向。零件的局部拆卸方向零件的局部拆卸方向对应着配合特征矩阵中自由度值不为0的方向。两个之间可能存在多重配合关系，一个零件也可能与多个其他零件发生配合关系。每个配合关系都对应一个配合特征矩阵，因此，零件的总配合特征矩阵是上述各配合特征矩阵求交运算的结果。产品的装配模型3装配序列规划本文采用基于几何推理和装配知识相结合的装配序列规划算法来进行装配系列规划。
该方法的具体实现过程如下：（1）基于自由面分析的启发式规则。自由面是指零件上与其他零件不存在配合关系的面。若零件存在自由面，就可能存在沿该面法线方向的拆卸空间。通常，暴露于装配体外围的零件存在自由面，而越位于装配体内部的零件，装配人员利用装配工具接近的难度越大，因此，待拆卸零件至少应存在一个自由面。应用该启发式规则，可以排除大部分零件，缩小待拆卸零件的选择范围。（2）局部拆卸方向分析。待拆卸零件至少应存在一个平移自由度。仅有旋转自由度并不能保证零件肯定能被拆卸，若零件的配合特征矩阵中存在不为零值的平移自由度，则意味着该零件有可能沿该方向拆卸。（3）全局碰撞检验。满足上述两条件只能说明零件拆卸在几何上是局部可行的，为了验证零件能否沿自由度方向按线性路径移到远处而不与周围其他物体发生干涉，必须进行全局碰撞检验。（4）功能优先约束关系的满足。仅依靠几何推理方法产生的装配顺序并不一定实用。一个优化的装配序列不仅要满足由零件几何特性和机械特性决定的装配优先关系（硬约束），还应满足装配人员根据经验指定的软约束，如不同连接方法间的优先拆卸顺序，先拆卸精密零件、易碎零件、柔性零件及结构简单的零件等。（5）聚合性准则。装配过程中相同或相似的操作应集中完成，以减少装夹和工具变换的次数。（6）稳定性准则。子装配体的稳定性直接影响装配操作的可靠性、夹具和工具的复杂性。稳定性问题是一个NP空间完备性问题，分析和计算很复杂，故采用启发式规则的方法来判断零件的稳定性，即如果零件存在沿重力方向的运动自由度，则它是不稳定的。这种方法没有考虑子装配体在外力作用下的稳定性。（7）装配方向变化次数*少原则。装配方向的变化意味着装配体需要重定向，这将增加装配的难度和成本，因此，装配过程中应尽量保持方向的一致性，减少装配方向变化次数。（8）*佳拆卸零件的选择。采用定量评估的方法来选取*佳待拆卸零件。
零件的剩余自由度越多，则零件就易于拆卸；零件的自由面数目越多，则意味着零件存在更多的空间以便装配人员使用工具进行装配。同时，一个较优的装配序列在满足几何可行性的条件下，应尽量满足装配人员根据经验指定的软约束以及聚合性准则、稳定性准则以及装配方向变化次数*少原则，以缩短装配时间和降低成本。在装配车间，利用系统提供的多媒体仿真和示教功能，装配人员一边观看装配动画演示，一边进行印刷机械的实际装配。根据设计人员规划的装配工艺方案，对于每一个装配工步，装配人员从零件架上选取该工步需要装配的零部件，按图形演示的装配方向和路径进行装配。对于质量控制项目，当装配人员将测量和检验数据输入计算机后，系统自动将数据与设计要求进行比较，如果质量不符合要求，则提示用户不能进行下一步的装配。同时，在装配过程中，装配人员通过点击？上一步%和？下一步%按钮，可随时查看以前各工步的装配过程和记录。印刷机输纸机构的装配模型系统在SolidWorks二次开发的环境下，采用MicrosoftVC++语言编程实现，后台应用关系数据库系统MicrosoftSQLServer进行数据的统一管理。整个系统挂接在SolidWorks平台下运行，。通过三维环境下的反复试装、分析和比较，可以验证产品的装配性能，改进结构设计，并为实际生产制定合理的装配工艺方案。
(完)
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