CN110889164A - 3d模型的间隙检测 - Google Patents

Abstract

本申请涉及3D模型的间隙检测，并公开一种用于分析待生产的装配件的建模零件之间的间隙的系统。该系统生成装配件中多个零件的3D模型的三维可视化环境即3D可视化环境，并且对3D模型中的在给定的彼此接近度内的那些3D模型执行分析以确定其间的间隙，该间隙包括间隙距离超过可接受间隙阈值的任何不可接受间隙。针对不可接受间隙，该系统生成指令并且自动实施该指令以校正不可接受间隙并确认经过校正的不可接受间隙不具有超过可接受间隙阈值的间隙距离。该系统生成装配件的3D模型的输出，该输出填充有3D模型和经过校正的不可接受间隙，以与该装配件的生产结合使用。

Description

3D模型的间隙检测

技术领域

本公开总体涉及制造装配件，并且具体涉及装配件的三维(3D)模型的间隙检测，以在装配件的设计发布和制造之前校正不可接受间隙。

背景技术

装配件(例如飞行器)的结构部件或零件之间的非预期间隙需要制造和安装昂贵的定制垫片或填料以校正非预期间隙。非预期间隙可能是飞行器上最昂贵的缺陷类型之一。由于非预期间隙而变形的飞行器的零件上的过度应力可能导致开裂和不安全的飞行条件。

检测非预期间隙的一种解决方案是使用数字预装配环境(例如，飞行)在视觉上检查装配件的区域，以找出装配件的结构零件之间的错误间隙或非预期间隙。然而，诸如飞行器的装配件中存在大量(例如，数百万)的零件，并且这些零件之间具有小的间隙。因此，使用视觉检查找出所有错误间隙或非预期间隙是不切实际的。而且，视觉检查是耗时的。此外，一些间隙可能无法经由视觉检查在制造装配件之前找出。一些间隙可能永远无法经由视觉检查检测到，这可能导致飞行器和其他结构产品的严重安全问题。

因此，期望有一种至少考虑到一些上述问题以及其他可能问题的自动间隙检测系统和方法。

发明内容

本公开的示例实施方式涉及用于装配件的3D模型的间隙检测以校正不可接受间隙。示例实施方式可以自动分析诸如飞行器的装配件上的所有零件，以找出其间包括不可接受间隙或者彼此相距很远的所有零件。示例实施方式可以向设计者报告不可接受间隙以修复不可接受间隙。也就是说，示例实施方式可以在装配件的设计发布和制造之前找出并且修复不可接受间隙，这可以节省在装配件的设计发布和制造之后修复问题的成本。而且，当不存在或存在较少的不可接受间隙时，示例实施方式可以促进飞行器认证。

因此，本公开包括但不限于以下示例实施方式。

一些示例实施方式提供了用于分析待生产的装配件的建模零件之间的间隙的系统，该系统包括：可视化应用程序、接近度分析应用程序和数据分析应用程序，该可视化应用程序被配置为生成装配件中的多个零件的3D模型的三维(3D)可视化环境，该3D模型同装配件中的多个零件一样相对定位；该接近度分析应用程序被配置为对3D模型中的在给定的彼此接近度内的那些3D模型执行分析以确定其间的间隙，该间隙包括间隙距离超过可接受间隙阈值的任何不可接受间隙；该数据分析应用程序被配置为针对不可接受间隙生成指令，该指令启用第一选项或第二选项来减少不可接受间隙的间隙距离，第一选项为将来自多个不同尺寸的垫片模型中的垫片模型定位在不可接受间隙内，第二选项为调整以相对于3D模型中的另一个重新定位3D模型中的一个，其中数据分析应用程序响应于该指令并且进一步被配置为自动实施第一选项或第二选项以校正不可接受间隙、执行进一步分析以确认经过校正的不可接受间隙不具有超过可接受间隙阈值的间隙距离，以及生成装配件的3D模型的输出，该输出填充(populated)有相对定位的零件的3D模型和经过校正的不可接受间隙，以与装配件的生产结合使用。

在任何前述示例实施方式或者前述示例实施方式的任何组合的系统的一些示例实施方式中，系统进一步包括处理器和存储可视化应用程序的存储器，该可视化应用程序在由处理器运行时使得系统生成多个零件的3D模型的3D可视化环境。

在任何前述示例实施方式或者前述示例实施方式的任何组合的系统的一些示例实施方式中，其中多个零件的3D模型包括多个零件的多边形模型，并且接近度分析应用程序被配置为执行分析包括被配置为至少：针对多边形模型定义填补(padded)体素集，该填补体素集包围(inclosing)多边形三角形网格并且被用于确定用于分析间隙的多边形模型的简化候选集；以及在多边形模型的简化候选集的每一对之间使用三角形到三角形最小距离算法确定该对之间的最小距离。

在任何前述示例实施方式或者前述示例实施方式的任何组合的系统的一些示例实施方式中，其中多边形模型的简化候选集包括多个零件中的仅那些在其间具有物理或功能交界(interface)的零件的多边形模型。

在任何前述示例实施方式或者前述示例实施方式的任何组合的系统的一些示例实施方式中，其中接近度分析应用程序被配置为执行分析包括被配置为执行分析以确定间隙，该间隙包括间隙距离超过可接受间隙阈值的两个3D模型之间的可接受间隙，以及位于可接受间隙中的一个介入的3D模型。

在任何前述示例实施方式或者前述示例实施方式的任何组合的系统的一些示例实施方式中，其中数据分析应用程序被配置为针对不可接受间隙生成指令包括被配置为针对每个不可接受间隙生成相应的指令，并且其中数据分析应用程序响应于指令并且进一步被配置为自动实施第一选项或第二选项包括响应于相应的指令并且进一步被配置为自动实施第一选项或第二选项以校正所有不可接受间隙，并且发布装配件的3D模型，其中所有不可接受间隙都经过校正以用于生产装配件。

在任何前述示例实施方式或者前述示例实施方式的任何组合的系统的一些示例实施方式中，其中数据分析应用程序进一步被配置为针对另一不可接受间隙生成第一选项和第二选项都不允许校正另一不可接受间隙的指示，并且数据分析应用程序响应于该指示并且进一步被配置为生成暂停装配件的生产的另一指示。

一些示例实施方式提供了一种对待生产的装配件的建模零件之间的间隙执行分析的方法，其包括：生成装配件中多个零件的3D模型的三维(3D)可视化环境，该3D模型同装配件中的多个零件一样相对定位；对3D模型中的在给定的彼此接近度内的那些3D模型执行分析以确定其间的间隙，该间隙包括间隙距离超过可接受间隙阈值的任何不可接受间隙；针对不可接受间隙生成指令，该指令启用第一选项或第二选项来减少不可接受间隙的间隙距离，第一选项为将来自多个不同尺寸的垫片模型中的垫片模型定位在不可接受间隙内，第二选项为调整以相对于3D模型中的另一个重新定位3D模型中的一个；以及响应该指令，自动实施第一选项或第二选项以校正不可接受间隙、执行进一步分析以确认经过校正的不可接受间隙不具有超过可接受间隙阈值的间隙距离，以及生成装配件的3D模型的输出，该输出填充有相对定位的零件的3D模型和经过校正的不可接受间隙，以与装配件的生产结合使用。

一些示例实施方式提供了一种用于分析待生产的装配件的建模零件之间的间隙的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质是非暂时性的并且具有存储在其中的计算机可读程序代码，该代码响应于处理器的运行，使得装置至少执行任何前述示例实施方式或其任何组合的方法。

通过阅读以下详细描述以及下面简要描述的附图，本公开的这些和其他特征、方面和优点将变得显而易见。本公开包括在本公开中所阐述的两个、三个、四个或多个特征或元件的任何组合，不管这些特征或元件是否在本文描述的特定示例实施方式中明确地组合或以其他方式列举。除非本公开的上下文另有明确说明，否则本公开旨在从整体上阅读，使得本公开的任何可分离的特征或元件在其任何方面和示例实施方式中应当被视为可组合的。

因此，应当理解，提供发明内容仅仅是为了总结一些示例实施方式，以便提供对本公开的一些方面的基本理解。因此，应当理解，上面描述的示例实施方式仅仅是示例，并且不应被解释为以任何方式缩小本公开的范围或精神。从以下结合附图的详细描述中，其他示例实施方式、方面和优点将变得显而易见，附图通过示例的方式示出一些所描述的示例实施方式的原理。

附图说明

已经一般性地描述了本公开的示例实施方式，现在将参考附图，附图不一定按比例绘制，并且其中：

图1示出根据本公开的示例实施方式的用于对待生产的装配件的建模零件之间的间隙的执行分析的系统。

图2示出根据各种示例实施方式的间隙分析的可能条件；

图3示出根据一个示例实施方式的确定和校正不可接受间隙的过程；

图4示出根据另一示例实施方式的确定和校正不可接受间隙的过程；

图5示出根据各种示例实施方式的检测到的间隙；

图6示出根据各种示例实施方式的间隙分析的输出；

图7是示出根据各种示例实施方式的对待生产的装配件的建模零件之间的间隙执行分析的方法中的各种操作的流程图；并且

图8示出根据一些示例实施方式的装置。

具体实施方式

现在将在下文中参考附图更全面地描述本公开的一些实施方式，附图中示出了本公开的一些但非全部实施方式。实际上，本公开的各种实施方式可以以多种不同的形式体现，并且不应被解释为限于此处阐述的实施方式；相反，提供这些示例实施方式使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。例如，除非另有说明，否则作为第一、第二等的引用不应被解释为暗示特定顺序。此外，描述为在其他事物之上的事物(除非另有说明)可以改为在其他事物之下，反之亦然；并且类似地，被描述为在其他事物左侧的事物可以改为在其他事物右侧，反之亦然。相同的附图标记始终表示相同的元件。

本公开的示例实施方式总体涉及装配件的3D模型的间隙检测，并且具体地涉及装配件的3D模型的间隙检测以校正不可接受间隙。系统主要在飞行器的零部件的装配件的背景下描述，但是应当理解，该系统同样适用于多种类型的交通工具中的任何一种的零部件的装配件，多种类型的交通工具诸如任何多种不同类型的有人驾驶的或无人驾驶的陆地车辆、飞行器、航天器、船只等。在其他示例中，装配件可以是其他类型的结构产品的零部件的装配件。例如，装配件可以是诸如发电厂之类的建筑物、诸如桥梁之类的基础设施项目、诸如风车之类的机电结构，或诸如计算机之类的具有复杂装配件的小型物品。该系统还可以用于生物医学领域和石油勘探。

图1示出根据本公开的示例实施方式的用于工程分析结构产品的系统100。在一些示例中，如参考图8更详细地描述的，该系统可以由包括处理器和存储可执行指令的存储器的装置实施。

如图所示，系统100包括用于执行一个或多个功能或操作的任何多个不同子系统(每个子系统都是单独的系统)。如图所示，在一些示例中，系统包括可视化应用程序101、接近度分析应用程序102、数据分析应用程序103和显示设备104中的每一个中的一个或多个。子系统可以协同定位或直接彼此耦合，或者在一些示例中，各个子系统可以横跨一个或多个计算机网络彼此通信。此外，尽管示出为系统的一部分，但应当理解，可视化应用程序、接近度分析应用程序、数据分析应用程序或显示设备中的任何一个或多个可以不考虑任何其他子系统而作为单独的系统运转或操作。还应当理解，系统可以包括一个或多个附件子系统或替代图1中所示那些的子系统。

在一些示例中，可视化应用程序101被配置为生成装配件中的多个零件的3D模型的3D可视化环境。该3D模型同装配件中的多个零件一样相对定位。在一些示例中，系统100可以由包括处理器和存储可视化应用程序的存储器的装置实施。可视化应用程序在由处理器运行时，使系统生成多个零件的3D模型的3D可视化环境。3D模型可以是计算机辅助设计(CAD)模型。

可以通过接近度分析应用程序102来执行对装配件的建模零件之间的间隙的检测。在一些示例中，接近度分析应用程序被配置为对3D模型中的在给定的彼此接近度内的那些3D模型执行分析以确定其间的间隙。该间隙包括间隙距离超过可接受间隙阈值的任何不可接受间隙。在一些示例中，间隙还包括间隙距离超过可接受间隙阈值的两个3D模型之间的可接受间隙。在这些示例中，可接受间隙可以具有位于可接受间隙内的一个介入的3D模型。

可以对多个零件的3D模型的子集执行间隙的检测。在一些示例中，多个零件的3D模型包括多个零件的多边形模型。接近度分析应用程序102被配置为针对多边形模型至少定义填补体素集，该填补体素集包围多边形三角形网格并且被用于确定用于分析间隙的多边形模型的简化候选集。体素可以是表示三维空间中的规则网格上的值的体积元素。填补体素可以是添加到体积边缘的体素元素。接近度分析应用程序然后被配置为使用算法计算多边形模型的简化候选集中的每一对之间的三角形到三角形最小距离来确定该对之间的最小距离。三角形到三角形的最小距离可以是网格上的三角形之间的最小距离。在这些示例中，多边形模型的简化候选集包括多个零件中的仅那些在其间具有物理或功能交界的零件的多边形模型。

为了确定多边形模型的简化候选集中的每一对之间的最小距离，接近度分析应用程序102可能需要执行一些计算。

在一个示例中，可以执行关于CAD模型的元数据的一般查询以基于预定标准生成用于间隙分析的两组(A、B)模型。可以选择可接受间隙容差距离并且可以选择用于核查CAD模型的接近度阈值。接近度阈值可以用于消除通常不需要核查的模型以减少计算。在一个示例中，可以使用诸如Voxmap PointShell(VPS)的软件工具来选择接近度距离，VPS软件使用体积元素(体素)以解决空间几何问题。

在一个示例中，接近度分析应用程序102可以遍历两组模型以核查A组模型的填补体积边界框是否与B组模型的填补体积边界框相交。这可以生成用于间隙分析的候选模型对的初始列表。接近度分析应用程序可以遍历两组候选模型的实体来核查A组模型的实体是否与集合B模型的实体填补体积边界框相交。这可以生成用于间隙分析的实体对的初始列表。

然后，接近度分析应用程序102可以遍历候选实体对并且为每个单独的实体生成封闭体素的填补体积。接近度分析应用程序可以遍历实体对的候选集，以核查每个对的A组实体是否与B组实体的体素相交。这可以生成用于最终间隙分析的候选实体对的精确列表。

然后，接近度分析应用程序102可以遍历候选对中的每一个并且计算实体的各个三角形边界体积框距离。如果距离落在期望的接近度距离内，则计算两个三角形之间的最小距离。如果该距离大于允许的间隙公差并且小于接近度距离，则生成指示这些实体对具有不可接受间隙的标记。

为了处理检测到的间隙，在一些示例中，数据分析应用程序103被配置为针对不可接受间隙生成指令，该指令启用第一选项或第二选项来减少不可接受间隙的间隙距离，该第一选项为将来自多个不同尺寸的垫片模型的垫片模型定位在不可接受间隙内，该第二选项为调整以相对于3D模型中的另一个重新定位3D模型中的一个。在一个示例中，显示设备104可以向用户(例如，装配件的设计者)显示包括第一选项和第二选项的指令。用户可以选择其中一个选项进行实施，以校正不可接受间隙。

在一些示例中，响应于该指令，数据分析应用程序103被配置为自动实施第一选项或第二选项以校正不可接受间隙、执行进一步分析以确认经过校正的不可接受间隙不具有超过可接受间隙阈值的间隙距离，并且生成装配件的3D模型的输出，该输出填充有相对定位的零件的3D模型和经过校正的不可接受间隙装配，以与装配件的生产结合使用。在一个示例中，用户可以基于具有经过校正的不可接受间隙的装配件的发布的3D模型来设计装配件。数据分析应用程序101可以生成没有任何不可接受间隙的装配件的3D模型并且发布或提供用于设计和制造装配件的3D模型。可以通过根据第一指令或第二指令校正不可接受间隙来制造装配件。

在一些示例中，数据分析应用程序103被配置为针对由接近度分析应用程序102检测的或确定的不可接受间隙中的每一个生成相应指令。响应于相应指令，数据分析应用程序被配置为自动实施第一选项或第二选项以校正所有不可接受间隙并且发布装配件的3D模型，其中所有不可接受间隙都经过校正以用于生产装配件。在这些示例中，因为已经校正了所有不可接受间隙，因此基于所发布的3D模型的装配件的设计可以被发布以用于制造。然后可以通过根据第一指令或第二指令校正所有不可接受间隙来制造装配件。

另一方面，在一些示例中，数据分析应用程序103进一步被配置为针对另一不可接受间隙生成第一选项和第二选项都不允许校正另一不可接受间隙的指示。响应于该指示，数据分析应用程序进一步被配置为生成暂停装配件生产的另一指示。数据分析应用程序可以生成不应继续进行装配件的生产制造直到所有不可接受间隙得到校正的指示。在一个示例中，装配件的设计者可能需要在视觉上检查3D模型并且校正不可接受间隙。在已经校正了所有不可接受间隙之后，数据分析应用程序可以指示不再暂停装配件的生产并且可以继续制造。

图2示出根据各种示例实施方式的间隙分析的可能条件。在一个示例中，间隙分析的目的是识别应当接触但在其间具有空间的装配件的实体或3D模型。该分析使用两个距离，即给定接近度阈值211和可接受间隙阈值212。接近度分析被用于找出彼此靠近(即在接近度阈值内)的两个实体。可接受间隙阈值指定两个实体之间的最大允许距离。该过程核查以确保被分析的两个实体之间没有其他实体。如果两个实体之间的最小计算距离在接近度阈值距离和可接受间隙阈值之间，则将该对两个实体记录为具有包括在其间的不可接受间隙的间隙类型。

如图2所示，表格200列出由接近度分析应用程序102执行的间隙分析的一些可能条件。在一个示例中，如箭头201所示，在3D模型S1和S2之间没有间隙，因为S1和S2之间的距离d1大于如图2的左侧图示210所示的接近度阈值211。在该示例中，S1和S2可以被设计为彼此分离。在第二示例中，如箭头202所示，在3D模型S1和S3之间存在不可接受间隙，因为S1和S3之间的距离d2在接近度内并且超过可接受间隙阈值212。在另一示例中，如箭头203所示，在3D模型S1和S4之间存在可接受间隙。尽管S1和S4之间的距离d3超过可接受间隙阈值，但是介入的3D模型S5位于S1和S4之间的间隙中。因此，在该示例中，S1和S4之间的间隙可以被认为对于装配件的生产是可接受的。在另一示例中，3D模型S1和S6之间没有间隙，因为S1和S6之间的距离d4小于可接受间隙阈值。因此，在该示例中，S1和S6之间的距离对于组件的生产是允许的。

图3示出根据一个示例实施方式的确定和校正不可接受间隙的过程300。如图所示，在框301处，接近度分析应用程序102被配置为选择需要分析的装配件内的3D模型。在一个示例中，重点选择具有物理或功能交界的结构零件以创建模型列表。在框302处，接近度分析应用程序被配置为使用碰撞检测和接近度测量引擎来确定零件之间的最小间隙和间隙的方位。碰撞检测和接近度测量引擎可以被包括在接近度分析应用程序中。在框303处，接近度分析应用程序被配置为创建表格。该表格可以列出针对相邻并且彼此物理交界的零件的所有可能组合的实际最小间隙。该表格还可以列出工程文件中规定的可接受最小间隙，该可接受最小间隙包括与这些零件有关的间隙以及具有一般范围的间隙。在框304处，接近度分析应用程序被配置为使用交界类型、可允许变化和预定布置的表格来识别超过工程规范的间隙。预定布置可以确定装配件的设计是否可接受或者是否需要改变设计。如果需要改变设计，则预定布置还可以确定装配件的哪个(或哪些)零件需要修改或调整。

在框305处，数据分析应用程序103被配置为对检测到的间隙进行布置确定。在一个示例中，当间隙是给定类型并且没有超过可允许变化(即，可接受间隙阈值)时，则该间隙被接受而不需要改变。当间隙是给定类型并且确实超过可允许变化时，则数据分析应用程序被配置为以预定布置来修改工程模型，例如，如上所述使用第一选项或第二选项来校正间隙。当间隙是给定类型并且确实超过可允许变化并且没有预定布置时，则数据分析应用程序被配置为生成将装配件的生产置于暂停的指示。在框306处，当所有间隙已经被正确布置时，然后数据分析应用程序被配置为发布装配件的模型以用于通过自动化过程来制造。

图4示出根据另一示例实施方式的确定和校正不可接受间隙的过程400。如图所示，在框401处，可视化应用程序101被配置为生成装配件的3D可视化。3D可视化包括装配件中的多个零件的3D模型，该3D模型同装配件中的多个零件一样相对定位。在框402和框403处，接近度分析应用程序102被配置为分别执行分析以确定相对定位的零件之间的间隙和自动识别不可接受间隙。

在框404处，数据分析应用程序103被配置为自动确定需要的校正和指令。在框405处，数据分析应用程序被配置为提供与零件之间的不可接受间隙相关的指令，以从多个不同厚度垫片的列表中选择以进行安装，使得所选择的垫片的模型位于相对定位的零件之间，从而将不可接受间隙减小到可接受间隙范围内的间距，或者选择相对于另一个零件重新定位一个零件。在框406处，数据分析应用程序被配置为确定是否批准了校正。在批准校正之后，在框407处，数据分析应用程序被配置为自动执行校正。执行校正可以包括使用变换矩阵相对于相对定位的零件模型移动零件模型以将间隙调整到可接受间隙范围内，或者可以提供在零件之间插入所选择的垫片。

在框408处，数据分析应用程序103被配置为对更新的间隙执行进一步分析并且确认经过校正的不可接受间隙是可接受的。例如，数据分析应用程序被配置为确认经过校正的不可接受间隙不具有超过可接受间隙阈值的间隙距离。在框409处，数据分析应用程序被配置为例如通过改变颜色来突出显示零件和/或方位，并且记录间隙分析的数据。在一个示例中，显示设备104可以显示突出显示的零件和/或方位。在框410处，数据分析应用程序被配置为生成装配件的3D模型的输出，该输出填充有相对定位的并且用垫片更新的零件的修订的3D模型和/或代替不可接受间隙的经过校正的更新的间隙，以与装配件的生产结合使用。该输出可以包括修改的填充(populated)构建文件。该方法可以进一步包括执行生产装配件以包括修改的构建文件的步骤，该修改的构建文件包括在相对定位的零件之间的更新的间隙和/或垫片。

图5示出根据各种示例实施方式的检测到的间隙。如图所示，接近度分析应用程序102可以检测装配件中的多个零件的3D模型之间的间隙。在一个示例中，检测到的间隙由箭头501、箭头502、箭头503和箭头504指示。通过传统的视觉检查来检测所检测到的间隙中的至少一些间隙(例如，小的间隙504)可能是不切实际的。

图6示出根据各种示例实施方式的间隙分析的输出600。图6示出了飞行器的蒙皮情况下的具有间隙的几个剪切带的示例。输出601包括间隙分析的结果。可以使用显示设备104向用户显示输出601。在一个示例中，为了在最终发布之前校正工程设计，应当在工程模型中校正不可接受间隙。例如，如箭头602所示，对于间隙距离大于要求的最小距离的间隙，插入垫片以修复不可接受间隙。

在一个示例中，可以每天对待生产的装配件(例如，飞行器)的所有零件执行间隙分析，这产生包含这些工程设计缺陷的所有零件/方位的列表。显示设备104可以示出零件及其相对方位。设计者可以对列表进行布置，以指出是否存在问题以及谁将要修复这个问题。具有反映问题的某些布置代码的设计将不会被发布用于制造。高级别报告将示出在装配件上存在多少不可接受间隙。

图7是示出根据各种示例实施方式的对待生产的装配件的建模零件之间的间隙执行分析的方法700中的各种操作的流程图。如图所示，在框701处，该方法包括生成装配件中的多个零件的3D模型的三维(3D)可视化环境，该3D模型同装配件中的多个零件一样相对定位。

在框702处，方法700包括对3D模型中的在给定的彼此接近度内的那些3D模型执行分析以确定其间的间隙，该间隙包括间隙距离超过可接受间隙阈值的任何不可接受间隙。

在框703处，方法700包括针对不可接受间隙生成指令，该指令启用第一选项或第二选项来减小不可接受间隙的间隙距离，该第一选项为将来自多个不同尺寸的垫片模型的垫片模型定位在不可接受间隙内，该第二选项为调整以相对于3D模型中的另一个重新定位3D模型中的一个。

在框704处，方法700包括响应于指令，自动实施第一选项或第二选项以校正不可接受间隙。执行进一步分析以确认经过校正的不可接受间隙不具有超过可接受间隙阈值的间隙距离。并且生成装配件的3D模型的输出，其中3D模型填充有相对定位的零件的3D模型和经过校正的不可接受间隙装配，以与装配件的生产结合使用。

根据本公开的示例实施方式，系统100及其包括可视化应用程序101、接近度分析应用程序102、数据分析应用程序103和显示设备104的子系统可以通过各种手段来实施。用于实施系统及其子系统的装置可以仅包括硬件或者可以在来自计算机可读存储介质的一个或多个计算机程序的指导下。在一些示例中，一个或多个装置可以被配置为用作本文所示和所述的系统及其子系统或者以其他方式实施本文所示和所述的系统及其子系统。在涉及一个以上装置的示例中，各个装置可以以多种不同方式(诸如经由有线或无线网络等直接或间接地)连接到彼此或以其他方式彼此通信。

图8示出根据一些示例实施方式的装置800。通常，本公开的示例性实施方式的装置可以包括、包含或体现在一个或多个固定式或便携式电子设备中。合适的电子设备的示例包括智能手机、平板计算机、膝上型计算机、台式计算机、工作站计算机、服务器计算机等。该装置可以包括多个部件中的每个部件的一个或多个，诸如连接到存储器802(例如，存储设备)的处理器801(例如，处理电路)。在一些示例中，装置800实施系统100。

处理器801可以仅由一个或多个处理器组成，或者由一个或多个处理器与一个或多个存储器的组合组成。处理器通常是能够处理信息(诸如数据、计算机程序和/或其他合适的电子信息)的任何一块的计算机硬件。处理器由一组电子电路组成，该组电子电路中的一些电子电路可以封装为集成电路或者多个互连的集成电路(有时更通常称为“芯片”的集成电路)。处理器可以被配置为运行计算机程序，该计算机程序可以存储在处理器上或者以其他方式存储在(相同装置或另一装置的)存储器802中。

取决于特定实施方式，处理器801可以是多个处理器、多核处理器或一些其他类型的处理器。此外，处理器可以使用多个异构处理器系统来实施，在异构处理器系统中主处理器与一个或多个次处理器一起存在于单个芯片上。作为另一说明性示例，处理器可以是包含相同类型的多个处理器的对称多处理器系统。在又一示例中，处理器可以体现为或者以其他方式包括一个或多个ASIC、FPGA等。因此，尽管处理器能够运行计算机程序以执行一个或多个功能，但是各种示例的处理器能够在没有计算机程序的帮助下执行一个或多个功能。在任一情况下，处理器可以被适当地编程以执行根据本公开的示例实施方式的功能或操作。

存储器802通常是能够临时和/或永久地存储诸如数据、计算机程序(例如，计算机可读程序代码803)和/或其他合适信息的任何一块计算机硬件。存储器可以包括易失性和/或非易失性存储器，并且可以是固定的或可移除的。合适的存储器的示例包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘驱动器、闪存、拇指驱动器、可移除计算机磁盘、光盘、磁带或上述的一些组合。光盘可以包括压缩盘—只读存储器(CD-ROM)、压缩盘—读/写(CD-R/W)、DVD等。在各种情况下，存储器可以称为计算机可读存储介质。计算机可读存储介质是能够存储信息的非暂时性设备，并且可以与诸如能够将信息从一个方位运载到另一方位的电子瞬态信号的计算机可读传输介质区分开。本文描述的计算机可读介质通常可以指计算机可读存储介质或计算机可读传输介质。

除了存储器802之外，处理器801还可以连接到用于显示、传输和/或接收信息的一个或多个接口。接口可以包括通信接口804(例如，通信单元)和/或一个或多个用户接口。通信接口可以被配置为传输和/或接收信息，例如将信息传输到其他(一个或多个)装置、(一个或多个)网络等和/或从其他(一个或多个)装置、(一个或多个)网络等接收信息。通信接口可以被配置为通过物理(有线)和/或无线通信链路传输和/或接收信息。合适的通信接口的示例包括网络接口控制器(NIC)、无线NIC(WNIC)等。

用户接口可以包括显示器806和/或一个或多个用户输入接口805(例如，输入/输出单元)。显示器可以被配置为向用户呈现或以其他方式显示信息，显示器的合适示例包括液晶显示器(LCD)、发光二极管显示器(LED)、等离子体显示面板(PDP)等。用户输入接口可以是有线的或无线的，并且可以被配置为将来自用户的信息接收到装置中以用于诸如处理、存储和/或显示。用户输入接口的合适示例包括麦克风、图像或视频捕获设备、键盘或小键盘、操纵杆、触敏表面(与触摸屏分离或集成到触摸屏中)、生物识别传感器等。用户接口可以进一步包括用于与诸如打印机、扫描仪等外围设备通信的一个或多个接口。在一些示例中，显示器806可以是显示设备104。

如上所述，程序代码指令可以存储在存储器中，并且由由此编程的处理器运行，以实施本文所述的系统、子系统、工具及其相应的元件的功能。可以理解，任何合适的程序代码指令可以从计算机可读存储介质加载到计算机或其他可编程装置上以产生特定的机器，使得特定的机器成为用于实施本文指定的功能的装置。这些程序代码指令还可以存储在计算机可读存储介质中，该计算机可读存储介质可以引导计算机、处理器或其他可编程装置以特定方式起作用，从而生成特定的机器或特定的制品。存储在计算机可读存储介质中的指令可以产生制品，其中制品变为用于实施本文描述的功能的装置。程序代码指令可以从计算机可读存储介质中被检索并且被加载到计算机、处理器或其他可编程装置中，以将计算机、处理器或其他可编程装置配置为运行要在计算机、处理器或其他可编程装置上执行的或者由计算机、处理器或其他可编程装置执行的操作。

可以顺序地执行程序代码指令的检索、加载和运行，使得一个指令依次被检索、加载和运行。在一些示例实施方式中，可以并行执行检索、加载和/或运行，使得多个指令被一起检索、加载和/或运行。程序代码指令的运行可以产生计算机实施的过程，使得由计算机、处理器或其他可编程装置运行的指令提供用于实施本文所描述的功能的操作。

由处理器运行指令或者在计算机可读存储介质中存储指令支持用于执行特定功能的操作的组合。以此方式，装置800可以包括处理器801和耦合到处理器的计算机可读存储介质或存储器802，其中处理器被配置为运行存储在存储器中的计算机可读程序代码803。还将理解，一个或多个功能和功能的组合可以由执行特定功能的专用基于硬件的计算机系统和/或处理器或专用硬件和程序代码指令的组合实施。

此外，本公开包括根据以下条款的实施例：

条款1.一种用于分析待生产的装配件的建模零件之间的间隙的系统(100)，其包括：

可视化应用程序(101)，其被配置为生成装配件中的多个零件的3D模型的三维(3D)可视化环境，3D模型同装配件中的多个零件一样相对定位；

接近度分析应用程序(102)，其被配置为对3D模型中的在给定的彼此接近度内的那些3D模型执行分析以确定其间的间隙，该间隙包括间隙距离超过可接受间隙阈值的任何不可接受间隙；以及

数据分析应用程序(103)，其被配置为针对不可接受间隙生成指令，该指令启用第一选项或第二选项来减小不可接受间隙的间隙距离，第一选项为将来自多个不同尺寸的垫片模型中的垫片模型定位在不可接受间隙内，第二选项为调整以相对于3D模型中的另一个重新定位3D模型中的一个，

其中数据分析应用程序响应于指令，并且进一步被配置为自动实施第一选项或第二选项以校正不可接受间隙、执行进一步分析以确认经过校正的不可接受间隙不具有超过可接受间隙阈值的间隙距离，并且生成装配件的3D模型的输出，该输出填充有相对定位的零件的3D模型和经过校正的不可接受间隙，以与装配件的生产结合使用。

条款2.根据条款1所述的系统(100)，进一步包括处理器(801)和存储可视化应用程序(101)的存储器(802)，可视化应用程序(101)在由处理器运行时，使得系统生成多个零件的3D模型的3D可视化环境。

条款3.根据条款1所述的系统(100)，其中多个零件的3D模型包括多个零件的多边形模型，并且接近度分析应用程序(102)被配置为执行分析包括被配置为至少：

针对多边形模型，定义填补体素集，填补体素集包围多边形三角形网格并且被用于确定用于分析间隙的多边形模型的简化候选集；并且

在多边形模型的简化候选集中的每一对之间使用三角形到三角形最小距离算法确定该对之间的最小距离。

条款4.根据条款3所述的系统(100)，其中多边形模型的简化候选集包括多个零件中的仅那些在其间具有物理或功能交界的零件的多边形模型。

条款5.根据条款1所述的系统(100)，其中接近度分析应用程序(102)被配置为执行分析包括被配置为执行分析以确定间隙，该间隙包括间隙距离超过可接受间隙阈值的两个3D模型之间的可接受间隙，以及位于可接受间隙中的一个介入的3D模型。

条款6.根据条款1所述的系统(100)，其中数据分析应用程序(103)被配置为针对不可接受间隙生成指令包括被配置为针对每个不可接受间隙生成相应的指令，并且

其中数据分析应用程序响应于指令并且进一步被配置为自动实施第一选项或第二选项包括响应于相应的指令并且进一步被配置为自动实施第一选项或第二选项以校正所有不可接受间隙，并且发布装配件的3D模型，其中所有不可接受间隙都经过校正以用生产装配件。

条款7.根据条款1所述的系统(100)，其中数据分析应用程序(103)进一步被配置为针对另一不可接受间隙生成第一选项和第二选项都不允许校正该另一不可接受间隙的指示，并且数据分析应用程序响应于指示并且进一步被配置为生成暂停装配件的生产的另一指示。

条款8.一种对待生产的装配件的建模零件之间的间隙执行分析的方法(700)，其包括：

生成(701)装配件中多个零件的3D模型的三维(3D)可视化环境，3D模型同装配件中的多个零件一样相对定位；

对3D模型中的在给定的彼此接近度内的那些3D模型执行(702)分析以确定其间的间隙，该间隙包括间隙距离超过可接受间隙阈值的任何不可接受间隙；

针对不可接受间隙生成(703)指令，该指令启用第一选项或第二选项来减小不可接受间隙的间隙距离，第一选项为将来自多个不同尺寸的垫片模型的垫片模型定位在不可接受间隙内，第二选项为调整以相对于3D模型中的另一个重新定位3D模型中的一个；以及

响应于指令，自动实施(704)第一选项或第二选项以校正不可接受间隙、执行进一步分析以确认经过校正的不可接受间隙不具有超过可接受间隙阈值的间隙距离，并且生成装配件的3D模型的输出，该输出填充有相对定位的零件的3D模型和经过校正的不可接受间隙，以与装配件的生产结合使用。

条款9.根据条款8所述的方法(700)，其中该方法由计算设备的处理器执行。

条款10.根据条款8所述的方法(700)，其中多个零件的3D模型包括多个零件的多边形模型，并且执行(702)分析包括：

针对多边形模型定义填补体素集，填补体素集包围多边形三角形网格并且用于确定用于分析间隙的多边形模型的简化候选集；以及

在多边形模型的简化候选集的每一对之间使用三角形到三角形最小距离算法确定该对之间的最小距离。

条款11.根据条款10所述的方法(700)，其中多边形模型的简化候选集包括多个零件中的仅那些在其间具有物理或功能交界的零件的多边形模型。

条款12.根据条款8所述的方法(700)，其中执行(702)分析包括执行分析以确定间隙，该间隙包括间隙距离超过可接受间隙阈值的两个3D模型之间的可接受间隙，以及位于可接受间隙中的一个介入的3D模型。

条款13.根据条款8所述的方法(700)，其中针对不可接受间隙生成(703)指令包括针对每个不可接受间隙生成相应的指令，并且

其中响应于指令，自动实施(704)第一选项或第二选项包括响应于相应的指令，自动实施第一选项或第二选项以校正所有不可接受间隙，并且发布装配件的3D模型，其中所有不可接受间隙都经过校正以用于生产装配件。

条款14.根据条款8所述的方法(700)，进一步包括针对另一不可接受间隙生成第一选项和第二选项都不允许校正该另一不可接受间隙的指示，并且响应于指示，生成暂停装配件的生产的另一指示。

条款15.一种用于分析待生产的装配件的建模零件之间的间隙的计算机可读存储介质(802)，计算机可读存储介质是非暂时性的并且具有存储在其中的计算机可读程序代码(803)，计算机可读程序代码(803)响应于由处理器(801)运行，使得装置(800)至少：

生成装配件中多个零件的3D模型的三维(3D)可视化环境，3D模型同装配件中的多个零件一样相对定位；

对3D模型中的在给定的彼此接近度内的那些3D模型执行分析以确定其间的间隙，该间隙包括间隙距离超过可接受间隙阈值的任何不可接受间隙；

针对不可接受间隙生成指令，该指令启用第一选项或第二选项来减小不可接受间隙的间隙距离，第一选项为将来自多个不同尺寸的垫片模型中的垫片模型定位在不可接受范围内，第二选项为调整以相对于3D模型中的另一个重新定位3D模型中的一个；以及

响应于指令，自动实施第一选项或第二选项以校正不可接受间隙、执行进一步分析以确认经过校正的不可接受间隙不具有超过可接受间隙阈值的间隙距离，并且生成装配件的3D模型的输出，该输出填充有相对定位的零件的3D模型和经过校正的不可接受的间隙，以与装配件的生产结合使用。

条款16.根据条款15所述的计算机可读存储介质(802)，其中多个零件的3D模型包括多个零件的多边形模型，并且使得装置(800)执行分析包括使得：

针对多边形模型，定义填补体素集，填补体素集包围多边形三角形网格并且用于确定用于分析间隙的多边形模型的简化候选集；并且

在多边形模型的简化候选集的每一对之间使用三角形到三角形最小距离算法确定该对之间的最小距离。

条款17.根据条款16所述的计算机可读存储介质(802)，其中多边形模型的简化候选集包括多个零件中的仅那些在其间具有物理或功能交界的零件的多边形模型。

条款18.根据条款15所述的计算机可读存储介质(802)，其中使得装置(800)执行分析包括使得执行分析以确定间隙，该间隙包括间隙距离超过可接受间隙阈值的两个3D模型之间的可接受间隙，以及位于可接受间隙中的一个介入的3D模型。

条款19.根据条款15所述的计算机可读存储介质(802)，其中使得装置(800)针对不可接受间隙生成指令包括使得针对每个不可接受间隙生成相应的指令，并且

其中使得装置响应于指令，自动实施第一选项或第二选项包括使得响应于相应的指令，自动实施第一选项或第二选项以校正所有不可接受间隙，并且发布装配件的3D模型，其中所有不可接受间隙都经过校正以用于生产装配件。

条款20.根据条款15所述的计算机可读存储介质(802)，其中具有存储在其中的进一步的计算机可读程序代码(803)，该进一步的计算机可读程序代码响应于由处理器(801)运行，使得装置(800)进一步针对另一不可接受间隙生成第一选项和第二选项都不允许校正该另一不可接受间隙的指示，并且响应于指示，生成暂停装配件的生产的另一指示。

本公开所属领域的技术人员将想到本文所阐述的本公开的许多修改和其他实施方式，这些修改和其他实施方式具有前述说明书和相关附图中呈现的教导的益处。因此，应当理解，本公开不限于所公开的具体实施方式，并且修改和其他实施方式旨在被包括在所附权利要求的范围内。此外，尽管前面的描述和相关附图在元件和/或功能的某些示例组合的上下文中描述了示例实施方式，但是应当理解，可以通过可替代实施方式来提供元件和/或功能的不同组合而不脱离所附权利要求的范围。在这方面，例如，如在一些所附权利要求中阐述的还考虑了不同于上面明确所描述的元件和/或功能的组合的元件和/或功能的组合。尽管本文采用了特定术语，但这些限定术语仅以一般性和描述性意义使用，而不是出于限制的目的。

Claims (14)

1.一种用于分析待生产的装配件的建模零件之间的间隙的系统(100)，其包括：

可视化应用程序(101)，其被配置为生成所述装配件中的多个零件的3D模型的三维可视化环境即3D可视化环境，所述3D模型同所述装配件中的所述多个零件一样相对定位；

接近度分析应用程序(102)，其被配置为对所述3D模型中的在给定的彼此接近度内的那些3D模型执行分析以确定其间的间隙，所述间隙包括间隙距离超过可接受间隙阈值的任何不可接受间隙；以及

数据分析应用程序(103)，其被配置为针对不可接受间隙生成指令，所述指令启用第一选项或第二选项来减小所述不可接受间隙的间隙距离，所述第一选项为将来自多个不同尺寸的垫片模型的垫片模型定位在所述不可接受间隙内，第二选项为调整以相对于所述3D模型中的另一个重新定位所述3D模型中的一个，

其中所述数据分析应用程序响应于所述指令，并且进一步被配置为自动实施所述第一选项或所述第二选项以校正所述不可接受间隙、执行进一步分析以确认经过校正的不可接受间隙不具有超过所述可接受间隙阈值的间隙距离，并且生成所述装配件的3D模型的输出，所述输出填充有相对定位的所述零件的所述3D模型和经过校正的所述不可接受间隙，以与所述装配件的生产结合使用。

2.根据权利要求1所述的系统(100)，进一步包括处理器(801)和存储所述可视化应用程序(101)的存储器(802)，所述可视化应用程序(101)在由所述处理器运行时，使得所述系统生成所述多个零件的3D模型的所述3D可视化环境。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的系统(100)，其中所述多个零件的所述3D模型包括所述多个零件的多边形模型，并且所述接近度分析应用程序(102)被配置为执行所述分析包括被配置为至少：

针对所述多边形模型，定义填补体素集，所述填补体素集包围多边形三角形网格并且被用于确定用于分析间隙的所述多边形模型的简化候选集；以及

在所述多边形模型的所述简化候选集的每一对之间使用三角形到三角形最小距离算法确定所述对之间的最小距离。

4.根据权利要求3所述的系统(100)，其中所述多边形模型的所述简化候选集包括所述多个零件中的仅那些在其间具有物理或功能交界的零件的所述多边形模型。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统(100)，其中所述接近度分析应用程序(102)被配置为执行所述分析包括被配置为执行所述分析以确定间隙，所述间隙包括间隙距离超过所述可接受间隙阈值的两个所述3D模型之间的可接受间隙，以及位于所述可接受间隙中的一个介入的所述3D模型。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统(100)，其中所述数据分析应用程序(103)被配置为针对所述不可接受间隙生成所述指令包括被配置为针对每个所述不可接受间隙生成相应的指令，并且

其中所述数据分析应用程序响应于所述指令并且进一步被配置为自动实施所述第一选项或所述第二选项包括响应于所述相应的指令并且进一步被配置为自动实施所述第一选项或所述第二选项以校正所有所述不可接受间隙，并且发布所述装配件的所述3D模型，其中所有所述不可接受间隙都经过校正以用于生产所述装配件。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统(100)，其中所述数据分析应用程序(103)进一步被配置为针对另一不可接受间隙生成所述第一选项和所述第二选项都不允许校正所述另一不可接受间隙的指示，并且所述数据分析应用程序响应于所述指示并且进一步被配置为生成暂停所述装配件的生产的另一指示。

8.一种对待生产的装配件的建模零件之间的间隙执行分析的方法(700)，其包括：

生成(701)所述装配件中多个零件的3D模型的三维可视化环境即3D可视化环境，所述3D模型同所述装配件中的所述多个零件一样相对定位；

对所述3D模型中的在给定的彼此接近度内的那些3D模型执行(702)分析以确定其间的间隙，所述间隙包括间隙距离超过可接受间隙阈值的任何不可接受间隙；

针对不可接受间隙生成(703)指令，所述指令启用第一选项或所述第二选项来减小所述不可接受间隙的间隙距离，所述第一选项为将来自多个不同尺寸的垫片模型的垫片模型定位在所述不可接受间隙内，第二选项为调整以相对于所述3D模型中的另一个重新定位所述3D模型中的一个；以及

响应于所述指令，自动实施(704)所述第一选项或所述第二选项以校正所述不可接受间隙、执行进一步分析以确认经过校正的所述不可接受间隙不具有超过可接受间隙阈值的间隙距离，并且生成所述装配件的3D模型的输出，所述输出填充有相对定位的所述零件的3D模型和经过校正的所述不可接受间隙，以与所述装配件的生产结合使用。

9.根据权利要求8所述的方法(700)，其中所述方法由计算设备的处理器执行。

10.根据权利要求8至9中任一项所述的方法，其中所述多个零件的所述3D模型包括所述多个零件的多边形模型，并且执行(702)所述分析包括：

针对所述多边形模型定义填补体素集，所述填补体素集包围多边形三角形网格并且用于确定用于分析间隙的所述多边形模型的简化候选集；以及

在所述多边形模型的所述简化候选集的每一对之间使用三角形到三角形最小距离算法确定所述对之间的最小距离。

11.根据权利要求10所述的方法(700)，其中所述多边形模型的所述简化候选集包括所述多个零件中的仅那些在其间具有物理或功能交界的零件的所述多边形模型。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的方法(700)，其中执行(702)所述分析包括执行所述分析以确定所述间隙，所述间隙包括间隙距离超过所述可接受间隙阈值的两个所述3D模型之间的可接受间隙，以及位于所述可接受间隙中的一个介入的所述3D模型。

13.根据权利要求8至12中任一项所述的方法(700)，针对所述不可接受间隙生成(703)所述指令包括针对每个所述不可接受间隙生成相应的指令，并且

其中响应于所述指令，自动实施(704)所述第一选项或所述第二选项包括响应于所述相应的指令，自动实施所述第一选项或所述第二选项以校正所有所述不可接受间隙，并且发布所述装配件的所述3D模型，其中所有所述不可接受间隙都经过校正以用于生产所述装配件。

14.根据权利要求8至13中任一项所述的方法(700)，进一步包括针对另一不可接受间隙生成所述第一选项和所述第二选项都不允许校正所述另一不可接受间隙的指示，并且响应于所述指示，生成暂停所述装配件的生产的另一指示。

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