作为敏捷制造、虚拟制造等先进制造技术中的一项关键技术,装配规划技术满足企业快速响应市场需求的变化,近年来受到了学术界和工业界的广泛关注。智能装配规划不仅能够提供一种系统搜索满意装配工艺的手段,而且提供了能够按照可装配性、可维护性、可用的装配资源以及整个装配成本的高低等要求,对产品进行优劣分析的一种有力工具。装配规划通过产品的CAD模型,在计算机上创建近乎实际的虚拟环境,以便对产品的装配过程进行模拟与分析,在产品的研制过程中及时对装配方案进行快速评价,预估产品的装配性能,及早发现潜在的装配冲突与缺陷,并将这些装配信息反馈给设计人员,让其尽早发现错误,及时修改,从而优化产品装配过程。运用这样的技术,可摈弃传统设计的物理样机而代之以电子样机,这不但有利于并行工程的开展,而且还可大幅度降低产品设计成本。装配规划对于满足企业产品的快速开发需求和增强企业竞争力具有重要意义。 本文结合973计划子课题“面向产品创新开发的虚拟设计平台”的研究,针对大型产品结构庞大、零部件装配关系复杂的特点,对智能装配规划中涉及的若干关键技术进行了深入的研究,包括装配建模、装配序列规划和装配任务规划等。 本文的第一章主要分析智能装配规划产生的背景和研究内容,研究装配规划的产生背景和国内外发展状况,并针对现有方法存在的问题,提出基于知识的装配规划解决方案。 第二章首先建立了智能装配规划系统的体系结构,然后通过对典型装配模型的特点和装配模型的评价方法的研究,分析了Top-Down设计的基本流程,建立了支持Top-Down设计的多细节层次装配模型,提出了多细节层次装配模型的建立和信息映射算法;提出了基于联接件知识的零件信息表示方法,着重研究了支持多细节层次模型的产品信息表示方法和基于联接语义的装配建模技术。 第三章是本文的重点之一,主要对智能装配规划中的序列生成方法进行研究。本章以基于联接语义的装配模型为基础,提出了基于知识的推理和几何推理相结合的装配序列规划算法,着重研究了基于典型实例和标准实例的匹配方法和运用有向联接件知识的装配序列求解方法。根据有向联接件的装配特点,对基于联接件知识的有向图生成规则进行了深入研究; 第四章针对现有拆卸方向求解中存在的问题,通过对单位球面离散化后产生的误差与离散化的细微程度之间关系的研究,提出了基于渐变间距离散化单位球的拆卸方向求解方法和拆卸方向可行性分析方法。