Preview

Машиностроение и компьютерные технологии

Расширенный поиск

Структурный анализ изделия и проектирование сборочных процессов в программном комплексе AssemBL

https://doi.org/10.24108/0818.0001424

Полный текст:

Аннотация

Автоматизация проектирования процессов сборки (Computer aided assembly planning, CAAP) сложных изделий – это важная и актуальная проблема современных информа­ционных технологий. Интенсивные исследования по CAAP ведутся с 80-х годов прошлого столетия. За это время были созданы специализированные системы проектирования, предназначенные для синтеза сборочных планов и декомпозиций изделия на сборочные единицы.  В качестве примера можно назвать системы ASPE, RAPID, XAP/1, FLAPS, Archimedes, PRELEIDES, HAP и др. Эти экспериментальные разработки не получили широкого распространения в промышленности, поскольку основываются моделях изделия с ограниченной адекватностью и требуют активного участия эксперта в подготовке исходной информации. Инструменты проектирования современных полнофункциональных CAD/CAM систем (Siemens NX, Dassault CATIA и PTC Creo Elements/Pro), предназначенные для автоматизации проектирования сборочных процессов, учитывают, главным образом, геометрические ограничения, которые накладывает конструкция на проектные решения. Эти системы часто синтезируют технологически некорректные сборочные последовательности, в которых нарушаются известные технологические эвристики, например упорядоченность по точности, согласованность с системой размерных цепей и др.

Разработан комплекс программных приложений AssemBL, предназначенный для структурного анализа изделий и синтеза сборочных планов и декомпозиций. В AssemBL используется гиперграфовая модель изделия, которая корректно описывает когерентные и секвенциальные сборочные операции и процессы. В терминах гиперграфовой модели сборочная операция описывается как стягивание ребра, план сборки – это последовательность стягиваний, которая преобразует гиперграф в точку, декомпозиция изделия на сборочные единицы  – разрезание гиперграфа на подграфы.

В AssemBL решена задача минимизации числа прямых проверок на геометрическую разрешимость при сборке сложных изделий. Эта задача поставлена как неантагонистическая игра двух лиц по окрашиванию упорядоченного множества в два цвета. В парадигме данной модели операция окрашивания представляет собой проверку некоторого конструктивного фрагмента на разрешимость методами анализа столкновений (Collision detection). Рациональная стратегия окрашивания минимизирует число таких проверок.

Комплекс интегрирован в систему автоматизированного проектирования Siemens NX 10.0. Это решение  позволило объединить специализированные средства AssemBL с развитым инструментарием одной из самых мощных и популярных интегрированных CAD/CAM/CAE-систем.

 

Об авторе

А. Н. Божко
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва
Россия
Божко Аркадий Николаевич


Список литературы

1. Dowd A.L., Cheung Y.P. An intelligent planner for assembly process planning // Information control problems in manufacturing technology 1989: 6th IFAC/IFIP/IFORS/IMACS Symp. (Madrid, Spain, Sept. 26-29, 1989): Selected papers. Oxf.; N.Y.: Pergamon Press, 1990. Pp. 39 – 43. DOI: 10.1016/B978-0-08-037023-1.50012-1

2. Bikas C., Argyrou A., Pintzos G., Giannoulis C., Sipsas K., Papakostas N., Chryssolouris G. An automated assembly process planning system // Procedia CIRP. 2016. Vol. 44. Pp. 222 – 227. DOI:10.1016/j.procir.2016.02.085

3. Haibing Xin, Hong Lu, Wei Luo, Hongwei Shao. Research on assembly modeling process based on virtual manufacturing interactive application technology // 2nd intern. conf. on robotics and automation engineering (ICRAE) (Shanghai, China, December 29-31, 2017): Proc. N.Y.: IEEE, 2017. Pp. 363-367. DOI: 10.1109/ICRAE.2017.8291411

4. Li Da Xu, Chengen Wang, Zhuming Bi, Jiapeng Yu. AutoAssem: An automated assembly planning system for complex products // IEEE Trans. on Industrial Informatics. 2012. Vol. 8. No. 3. Pp. 669 – 678. DOI: 10.1109/TII.2012.2198901

5. Lihui Wang, Shadi Keshavarzmanesh, Hsi-Yung Feng, Buchal R.O. Assembly process planning and its future in collaborative manufacturing: a review // Intern. J. of Advanced Manufacturing Technology. 2009. Vol. 41. No. 1-2. Pp. 132-144. DOI:10.1007/s00170-008-1458-9

6. Issaoui L., Nizar Aifaoui, Abdelmajid Benamara. Modelling and implementation of geometric and technological information for disassembly simulation in CAD environment // Intern. J. of Advanced Manufacturing Technology. 2017. Vol. 89. No. 5 – 8. Pp. 1731 – 1741. DOI: 10.1007/s00170-016-9128-9

7. Laperrière L., Hoda A. ElMaraghy. GAPP: A generative assembly process planner // J. of Manufacturing Systems. 1996. Vol. 15. No. 4. Pp. 282 – 293. DOI: 10.1016/0278-6125(96)84553-5

8. Kalpakjian S., Schmid S.R. Manufacturing engineering and technology. 7th ed. Upper Saddle River: Pearson, 2014. 1180 p.

9. Naphade K.S., Storer R.H., Wu S.D. Graph-theoretic generation of assembly plans. Pt. I: Correct generation of precedence graphs. Режим доступа: http://www.lehigh.edu/~sdw1/kedar1.pdf (дата обращения: 18.10.2018).

10. Iacob R., Popescu D., Mitrouchev P. Assembly/disassembly analysis and modeling techniques: A review // Strojniski vestnik – J. of Mechanical Engineering. 2012. Vol. 58. No. 11. Pp. 653 – 664. DOI: 10.5545/sv-jme.2011.183

11. Somaye Ghandi, Ellips Masehian. Review and taxonomies of assembly and disassembly path planning problems and approaches // Computer-Aided Design. 2015. Vol. 67 – 68. Pp. 58 – 86. DOI:10.1016/j.cad.2015.05.001

12. Божко А.Н. Игровое моделирование геометрического доступа // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана: Электрон. журн. 2009. № 12. Режим доступа: http://technomag.neicon.ru/doc/134322.html (дата обращения 21.01.2016).

13. Божко А.Н. Моделирование механических связей изделия // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана: Электрон. журн. 2011. № 3. Режим доступа: http://technomag.neicon.ru/doc/168373.html (дата обращения 03.03.015).

14. Божко А.Н. Методы структурного анализа сложных изделий в интегрированных CAD/CAM-системах // Информационные технологии. 2018. Т. 24. № 8. С. 499–506. DOI: 10.17587/it.24.499-506

15. Божко А.Н. Моделирование позиционных связей в механических системах // Информационные технологии. 2012. № 10. C. 27 – 33.

16. Божко А.Н., Карпенко А.П. Синтез проектных решений для сборки сложных изделий на основе разрезаний гиперграфа // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2018. № 3(120). С. 17 – 32. DOI: 10.18698/0236-3933-2018-3-17-32

17. Божко А.Н., Криволапова А.С. Алгоритм линеаризации избыточных механических структур // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана: Электрон. журн. 2015. № 5. С. 236-250. DOI: 10.7463/0515.0770391

18. Божко А.Н., Криволапова А.С. Удаление избыточности в механических структурах по критерию расчленяемости // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана: Электрон. журн. 2014. № 11. С. 267-280. DOI: 10.7463/1114.0737603

19. Гуров С.И. Булевы алгебры, упорядоченные множества, решетки. Определения, свойства, примеры. 2-е изд. М.: Либроком, 2013. 352 с.

20. Скиена С.С. Алгоритмы: Руководство по разработке: пер. с англ. 2-е изд. СПб.: БХВ-Петербург, 2011. 720 c. [Skiena S.S. Algorithm design manual. 2nd ed. L.: Springer, 2008. 730 p.].

21. Основы механосборочного производства: учеб. пособие / А.Г. Схиртладзе и др. Старый Оскол: ТНТ, 2009. 292 c.

22. Харари Ф. Теория графов: пер с англ. 4-е изд. М.: Либроком, 2009. 302 c. [Harary F. Graph theory. Reading: Addison-Wesley Publ. Co., 1969. 274 p.].


Для цитирования:


Божко А.Н. Структурный анализ изделия и проектирование сборочных процессов в программном комплексе AssemBL. Машиностроение и компьютерные технологии. 2018;(8):11-33. https://doi.org/10.24108/0818.0001424

For citation:


Bozhko A.N. Structural Analysis of Product and Computer-Aided Assembly Planning in AssemBL Software Package. Mechanical Engineering and Computer Science. 2018;(8):11-33. (In Russ.) https://doi.org/10.24108/0818.0001424

Просмотров: 72


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2587-9278 (Online)