[发明专利]一种管路组件空间位姿仿真和数据自动输出的系统与方法

说明书

技术领域

本发明本涉及一种管路组件空间位姿仿真和数据自动输出的系统与方法，属于计算机辅助制造领域。

背景技术

在航天器设计及实施过程中，管路系统设计及制造、安装占有重要位置，管路生产是航天器研制过程中一个非常重要的阶段，同时生产周期也是制约航天器研制进度的关键因素。目前管路系统的焊装方法主要有在航天器设备仪仪器设备布局完成后进行手动焊装和脱离航天器设备仪器实物的数字化焊装两种。

在航天器设备仪仪器设备布局完成后进行手动焊装的方式，存在占用总装研制周期、生产效率低、成形精度一致性差等问题。脱离航天器设备仪器实物的数字化焊装方式，需要根据管路设计模型的3D数据完成焊装，这个过程需要进行基准选择、坐标转换、数据提取、数据偏置补偿、干涉检查等工作，由于管路复杂，坐标数据量大，存在人工操作繁琐、容易出错、输出格式不规范、管接头标识不一致等问题。特别是在航天器型号种类和数量多、管路焊装呈现小批量和多样化特点的背景下，上述两种焊装方式时间和周期都很长且操作过程繁琐，严重制约了管路系统研制周期。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种管路组件空间位姿仿真和数据自动输出的系统与方法，使得在保证正确率的同时，快速完成脱离航天器设备仪器实物的管路系统数字化焊装，确保管路系统焊装不占用总装研制周期，且能够缩短管路系统的研制周期。

本发明的技术解决方案是：

一种管路组件空间位姿仿真和数据自动输出的系统，包括导管组件导入模块、管路组件坐标转换模块、管路装配仿真平台创建模块、管路组件位姿优化模块、管路组件数字化标识模块、夹持工装导入模块、夹持工装与管路组件装配过程仿真模块、装配过程干涉检查模块、夹持工装偏置数据输入模块、驱动数据输出模块；

导管组件导入模块根据管路系统模型生成工艺源数据，并将工艺源数据送入到管路连接件坐标转换模块中；工艺源数据是指设计坐标系中显示的管路组件产生的数据；

管路组件坐标转换模块接收导管组件导入模块的工艺源数据，将在设计坐标系中显示的管路组件转换到工作坐标系中，完成工艺源数据的修改，并将修改后的工艺源数据送入到管路组件位姿优化模块，同时将工作坐标系送入到管路装配仿真平台创建模块；

管路装配仿真平台创建模块在来自管路组件坐标转换模块的工作坐标系的基础上，根据管路装配平台的实物尺寸和具体结构完成管路装配仿真平台的创建并显示在工作坐标系中，并将管路装配仿真平台送入到夹持工装与管路组件装配过程仿真模块和装配过程干涉检查模块；

管路组件位姿优化模块根据来自管路组件坐标转换模块的修改后的工艺源数据，完成管路组件的位姿优化，对管路组件不合理的摆放姿态进行初步调整，达到便于管路焊装的姿态，将位姿优化完成的管路组件送入到夹持工装与管路组件装配过程仿真模块，接收来自装配过程干涉检查模块传来的干涉检查结果数据，据此数据定位需要进行微调的存在干涉的管路组件部位，进一步调整管路组件的摆放姿态，使之达到不存在干涉的最佳管路焊装姿态；

管路组件数字化标识模块完成管路组件的数字化自动标识，显示管路焊装过程中管路组件之间的对应关系，防止焊装过程中发生导管与管路连接件之间的错装，并将完成数字化标识的导管组件送入到夹持工装偏置数据输入模块；

夹持工装导入模块用于固定管路连接件的夹持工装的导入，实现管路连接件的定位，并将夹持工装送入到夹持工装与管路组件装配过程仿真模块和装配过程干涉检查模块；

夹持工装与管路组件装配过程仿真模块从管路组件位姿优化模块接收经过初步位姿优化完成的管路组件，从管路装配平台创建模块接收管路装配仿真平台，从夹持工装导入模块接收夹持工装，对管路组件、装配仿真平台和夹持工装之间的装配过程进行仿真模拟，建立装配关系，完成夹持工装与导管组件之间的装配过程仿真，并将管路组件以及经过装配过程仿真验证的装配关系送入到装配过程干涉检查模块；

装配过程干涉检查模块从管路装配平台创建模块接收管路装配仿真平台，从夹持工装导入模块接收夹持工装，从夹持工装与管路组件装配过程仿真模块接收管路组件，而后基于经过装配过程仿真验证的装配关系，通过控制系统计算仿真平台、夹持工装和管路组件之间的相对位置关系并判断三者之间是否存在干涉，从而完成三者之间的干涉检查，并将不存在干涉后最终的干涉检查结果、管路组件以及经过装配过程仿真验证的装配关系送入到驱动数据输出模块；