基于关联结构认知的智能装配设计方法——以“六寸麦轮”为例

 

问题

在当前的装配设计环境中,零部件模型普遍缺乏类生命智能,零部件之间的交互(表现为相互配合),全程依赖人工控制:人工决策零件配合顺序,人工选择配合面、指定配合约束;同时,还需要大量的旋转、缩放视图,显示、隐藏几何元素等人工操作作为辅助。这些人机交互操作冗繁易错,而且并非装配设计的核心业务。

原因

在零件建模时,设计者已经隐性表达过的“该零件如何与其他零件交互”的意图(交互意图)并未被存储到零件模型中,致使零件模型缺乏设计者的认知思维,难以实现以认知智能为基础的自主交互(认知交互)。

方案

零部件之间的关联结构可以用于描述、捕获和传递交互意图,进而作为零部件交互活动的载体,驱动零部件在各类产品研发业务中完成交互活动。因此,本方法首先对关联结构进行建模,然后建立零部件对关联结构的认知行为,最后实现智能装配设计。

1步:嵌入IFP,捕获完整的交互意图。采用IFP对零部件之间各类形态的关联结构进行抽象建模,进而将IFP嵌入到零件模型中,实现对交互意图的描述和捕获。

2步:加载零件,基于IFP理解交互意图。在装配设计环境中,一次性加载所有待装配零件,并通过零件模型中嵌入的IFP,使零件自主理解其应实现的交互意图。

3步:基于IFP预匹配,认知待匹配零件。对嵌入了同类型IFP的不同零件进行预匹配,替代人工选择配合面的过程,使每个零件自主认知将与其进行配合的所有零件。

4步:基于IFP演化,驱动关联结构认知行为。通过IFP创建零件之间的约束,在实现IFP从抽象到具体、从几何到特征演化的同时,驱动零件以正确的顺序与待匹配零件配合。

 

5步:输出装配体模型和零件配合序列。在输出装配体模型的同时,输出装配设计过程中零件的配合序列,为后续装配序列规划提供种子序列,支撑两类业务的深度融合。

Dental 3D Printing

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Printer: formlabs Form 2

Consumables: transparent resin