[发明专利]基于面向虚拟拆装的产品装配序列模型的教学平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种面向虚拟拆装的教学平台，特别是一种基于面向虚拟拆装的产品装配序列模型的教学平台。 

背景技术

20世纪90年代中期，虚拟产品开发(virtual product development，VPD)技术的出现，引起了研究者的广泛关注。虚拟装配是其核心技术之一。如何利用虚拟环境进行零部件的装配顺序和装配路径规划，并对装配规划的结果进行验证与评估，是虚拟装配的研究内容之一。装配序列的生成方法主要分为三类： 

拆分法。即变装为拆的方法，将装配过程看作拆分的逆过程。Sanderson等根据装配模型中各零件间的匹配关系，定义出割集(cut-set)，从而将整个装配分解成多个子装配，然后拆分之，最终形成分解顺序(参考文献：LUIZ S.Homem de Mello，et al.A correct and complete algorithm for the generation of mechanical assembly sequences[J].Computer-Aided Design，1991，7(2)：228-240)。H-T Huang等则根据装配模型中零件的几何信息和匹配关系找出最外面的零件，并沿某一方向拆开，然后找到邻近的拆分零件，直至将所有零件拆开，从而形成拆分顺序(参考文献：OLIVER J H，HUANG H-T.Automated path planning for integrated assembly design[J].Computer-Aided Design，1994，26(9)：658-666)。 

合并法。即合并局部装配顺序。先定义基本组件库，库中存储基本组件的结构及相应的装配顺序。将一个装配体按照基本组件库中的基本组件结构进行分解，形成分级结构，并找到各子结构的装配顺序，并将它们合并，从而形成整个装配体的装配顺序，但该方法还不成熟。 

推理法。主要是基于实例的推理，即由专家给出一些典型的装配顺序，并连同装配结构存储到实例库中。将待规划的装配结构与实例库中的实例进行比较，找出相似实例并修改，然后得到可行的装配顺序。但用该方法建立实例库较困难。 

上述的装配序列生成方法都是面向机械设计的，需要精确地表达产品零部件之间的装配约束关系；而面向教学课程的虚拟拆装只需要表达装配序列之间的层次关系。但目前还没有成熟的产品装配序列模型，用于保证拆装实验合理正确的设计和执行。 

发明内容

为克服现有技术没有能够表达装配序列之间的层次关系、无法检验用户在拆装实验中做出的拆装顺序是否合理和正确的缺点，本发明提供了一种具有能够表达装配序列之间的层次关系，能够检验用户在拆装实验中做出的拆装顺序的合理性和正确性的基于面向虚拟拆装的产品装配序列模型的教学平台。 

基于面向虚拟拆装的产品装配序列模型的教学平台，包括能够反映零部件的正确的装配序列和拆卸序列的拆装模型，能获取用户输入的实际拆装顺序的输入模块，和将实际拆装顺序与拆装模型比对、并识别实际拆装顺序是否正确的比对模块； 

所述的拆装模型的构建包括以下步骤： 

1)、获取产品零部件的实际装配顺序和拆卸顺序，分别建立与装配顺序对应的装配序列图和与拆卸顺序对应的拆卸序列图； 

2)、分别将装配序列图和拆卸序列图转换为计算机能够识别的数据结构；数据结构形成拆装模型。 

进一步，所述的装配序列图和拆卸序列图包括代表零部件的节点，连接关系节点以表示零部件的拆卸或装配次序的依赖关系的关系线，和表示节点在操作步骤中是否可装配或是否可拆卸的操作属性； 

关系线连接两个具有装配或拆卸关系的节点，优先操作节点沿关系线指向后序操作节点； 

操作属性用可操作标志的数值表示；每个节点均具有与该节点对应的可操作标志，可操作标志为-1表示操作完毕，可操作标志为0表示可操作，可操作标志为大于1的数字表示其尚未操作的优先操作节点的个数； 

节点创建时，可操作标志的初始值为0，每建立一条关系线，该关系线指向的后序操作节点的可操作标志加1； 

所述的节点包括代表单个零件的单节点和代表子装配体的组合节点；子装配体由多个零件所组成，故组合节点也由多个单节点所组成，组成组合节点的单节点就是该组合节点的成员节点； 

创建序列图的原则包括：