[发明专利]一种装配过程的仿真方法、装置及仿真设备

说明书

本发明提供了一种装配过程的仿真方法、装置及仿真设备，该装配过程的仿真方法包括：建立用于对线缆进行数字化表达的线缆信息模型和用于计算线缆位姿的线缆物性模型；接收用户输入的装配操作的操作约束；根据所述操作约束和所述线缆物性模型，获得所述线缆进行装配操作后的位姿；根据进行装配操作后的位姿，对所述线缆信息模型进行更新，并根据更新后的所述线缆信息模型对所述线缆进行碰撞检测，输出检测结果。本发明实施例通过建立线缆的物性模型和线缆信息模型，使得在进行模拟装配时可以对装配进行描述，同时可以通过碰撞检测对装配操作进行调整，从而实现了对复杂机电产品的刚柔混合装配过程进行有效描述。

技术领域

本发明涉及装配技术领域，特别涉及一种装配过程的仿真方法、装置及仿真设备。

背景技术

复杂机电产品中不仅包含刚性零件，而且含有大量的柔性线缆，随着其中各类光纤和电缆所占比重的增加，有时线缆装配所消耗的人力、时间和成本已经超过了刚性零件。同时线缆的可靠装配对最终产品的装配质量和精度具有重要影响。

但是，传统的线缆装配工艺设计，主要需在物理样机上反复试装以制定其装配工艺，存在着设计周期长、成本高等问题。计算机仿真和虚拟现实技术的发展，使得产品的装配过程能够通过数字样机进行仿真，从而在设计阶段对其可装配性进行验证，提前发现并解决可能出现的问题，有效缩短了产品研制周期、降低了研制成本。但是，目前工程中的虚拟装配仿真大多主要考虑刚性零件，对于含有大量线缆的复杂机电产品刚柔混合装配过程，无法准确实现验证。同时，现有的商业化软件，如CATIA、Creo等虽然提供了虚拟布线功能，但一般不涉及线缆装配过程仿真，同时其建立的线缆模型主要包含线缆的几何和拓扑信息，缺乏支撑线缆装配过程中线缆变形等物理属性。因此，考虑柔性线缆的刚柔混合装配过程仿真技术逐渐受到了国内外学者的关注。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题是提供一种装配过程的仿真方法、装置及仿真设备，用以实现对复杂机电产品的刚柔混合装配过程进行有效描述。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种装配过程的仿真方法，包括：

建立用于对线缆进行数字化表达的线缆信息模型和用于计算线缆位姿的线缆物性模型；

接收用户输入的装配操作的操作约束；

根据所述操作约束和所述线缆物性模型，获得所述线缆进行装配操作后的位姿；

根据进行装配操作后的位姿，对所述线缆信息模型进行更新，并根据更新后的所述线缆信息模型对所述线缆进行碰撞检测，输出检测结果。

优选的，所述操作约束包括对刚性零件的装配操作约束和对线缆的装配操作约束；

所述方法还包括：

建立用于记录装配过程的装配过程模型；

根据所述装配过程模型和对刚性零件的装配操作约束，获得刚性零件进行装配操作后的位姿；

通过所述装配过程模型，对装配操作的操作约束、线缆进行装配操作后的位姿和刚性零件进行装配操作后的位姿进行记录。

优选的，建立用于对线缆进行数字化表达的线缆信息模型的步骤包括：

通过广度优先搜索算法对线缆上的每一线缆段进行处理，生成每一线缆段上的分支点、操作约束和亚线缆段信息；

根据每一线缆段上的分支点、操作约束和亚线缆段信息，生成用于对线缆进行数字化表达的线缆信息模型。

优选的，建立用于计算线缆位姿的线缆物性模型的步骤包括：

建立基本坐标系；

根据所述基本坐标系，获得线缆的外形；