工装夹具增强装配技术的应用研究.pdfVIP

工装夹具增强装配技术研究应用 高晓兵，陶华，顾小锋 西北工业大学中法虚拟设计与制造技术联合研究室，西安（710072 ） E-mail ：erbing@ 摘 要：为了减少装配操作步骤和提高装配准确度和效率，本文在现有CAD 软件装配功能 的基础上提出一种基于装配特征识别的增强装配算法，利用特征识别以及定义的特征之间的 装配关系实现增强装配功能，进而能实现装配的自动化。基于该算法实现的增强装配系统具 有良好的扩充性，在实际装配应用中提高CAD 软件装配功能的效率。 关键词：工装夹具；增强装配；装配特征 过程是在CAD 软件装配功能的基础上的简 1. 前言 化和改进，所以称之为增强装配。 随着数字化制造技术的长足飞速发展， 2.1 装配特征 在航空、航天、汽车等领域，CATIA 、 Solidworks、UG 、Pro/E 等商品化的三维工 夹具的装配特征[1,2]是在装配模型中 程软件得到了广泛的应用。这些工程软件所 表达零件间的联接和约束关系的结构及语 提供的装配功能，都是完全依赖操作者来完 意单元。它具有三个方面的属性：结构属性、 成装配。也就是说，进行何种装配，装配面 操作属性和联接属性。结构属性表达特征的 是哪一个，完全由操作者选定，计算机不能 形状构成及参考基准；操作属性表达对零件 代替操作者自动进行装配。这个过程是非常 的插入、移动等操作信息；联接属性表达零 耗费时间和精力的。而另一方面，人们在编 件间的自由度限制、位置限定等联接关系。 排装配顺序的过程中，各个零件的装配关系 装配关系（Mate ）用来描述待装配的两 是确定的，可以将这部分的知识传递到下游 个零件之间的关系，特征间的装配关系通过 的装配过程中，使计算机能够利用这部分知 特征中参与装配的几何要素来实现。不同特 识进行自行装配，进而能实现装配的自动 征在装配时，特征间的装配关系不同，限定 化。 的自由度数也不相等。 快速准确地移动零件是发展基于特征 零件的装配关系主要分为三种： 的计算机辅助装配的重要环节。简化装配过 凸凹特征间的匹配关系(Fit)； 程，提高装配速度成为计算机辅助装配的一 平面特征间的贴合关系(Mate)； 个急需解决的问题，也是工装夹具自动装配 平面特征间的对齐关系(Align) 。 技术发展的一个方面。 通过对工装夹具装配类型的整理、分 析，工装夹具中常见的特征之间的配合形式 2. 基于特征的增强装配设计 如下表1 所示。 本文针对工装夹具中常见的装配形式 表 1 不同的匹配关系和相应的典型装配特征 (方键、T 型槽；螺栓、螺孔等) ，通过指定 装配关系 特征1 特征2 待装配零件的装配面，自动生成处理装配零 圆柱 圆孔 件的移动方向和最终所处位置，完成基于装 凸台 凹槽 配特征的零件增强装配。 圆柱 半圆孔