CN111080240B - 一种机电产品装配工艺生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机电产品装配方法，属于机电产品装配技术领域，解决了现有技术中装配工艺的完整性、准确性和规范性不高的问题。本发明包括步骤1、根据零部件的属性信息、零部件之间的定位信息及零部件上的注释信息确定输入要素；步骤2、确定输出要素；步骤3、设置主体前置条件；在设置主体的前置条件中，每一个要素事实均由输入要素、关系符号以及要素范围组成；步骤4、设置主体后置结论；步骤5、基于步骤1至步骤4，确定机电产品装配的一体化定义规则；步骤6、基于步骤1至步骤5进行装配机电产品。本发明实现了基于设置主体的装配序列规划、装配资源配置和装配内容定义，提高复杂机电产品装配工艺生成的质量和效率。

Description

一种机电产品装配工艺生成方法

技术领域

本发明涉及机电产品装配技术领域，尤其涉及一种机电产品装配工艺生成方法。

背景技术

作为指导复杂机电产品装配的操作性文件，装配工艺生成的完整性以及准确性将在很大程度上影响装配的质量。对于同一系列的复杂机电产品，组成的相似性使得装配工艺也具有一定的相似性。为此，在对同一系列的新产品开展装配工艺生成时，可借用之前生成的装配工艺作为范例，再根据新产品的具体特征进行适应性修改，从而快速完成装配工艺生成。

但是，受到工艺人员水平和能力的影响，在复用以往装配工艺时，未能完全识别新型产品与已有工艺所对应的老型产品之间的差异，时常出现修改不到位的情况，进而导致装配工艺准确性和完整性难以得到保证，无法真正指导实际装配操作。

在装配工艺自动生成领域，有的装配工艺快速生成的方法主要思路是对目标产品按照一定特征进行分类，再根据分类特征从知识库中检索匹配的典型工艺实例，最后根据目标产品的实际特点对典型工艺实例进行修改，但这种方式确定的颗粒度较粗，仍然需要工艺人员依靠经验对实例进行适应性修改或补充；有的针对印制板和电缆组装中的确定性工序，根据器件属性和工序参数的映射关系定义了电装工艺参数的设计知识，实现了基于知识的电装工艺参数确定，但这种方法无法应用于一般结构类机电装配产品的装配序列、装配资源和装配方法的确定。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种机电产品装配方法，用以解决现有机电产品装配完整性和装配精确性差的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明公开了一种机电产品装配方法，包括以下步骤：

步骤1、根据零部件的属性信息、零部件之间的定位信息及零部件上的注释信息确定输入要素；

步骤2、确定输出要素；输出要素包括装配序列信息、装配资源信息和装配内容信息；

步骤3、设置主体前置条件；在设置主体的前置条件中，每一个要素事实均由输入要素、关系符号以及要素范围组成；

步骤4、设置主体后置结论；在设置主体后置结论中，每一个要素事实由输出要素、关系符号以及要素范围组成，要素范围用于反映输出要素应满足的取值范围；关系符号用于反映输出要素与要素范围之间的数学关系；后置结论定义为：

其中，B_i表示第i个编制知识的后置结论，b_i,m表示B_i包含的第m个输出要素，q_i,m、t_i,m、v_i,m分别表示b_i,m中的输出要素、关系符号以及要素范围；

步骤5、基于步骤1至步骤4，确定设置主体的一体化定义规则；

步骤6、基于步骤1至步骤5进行装配机电产品。

进一步地，在步骤3中，要素范围用于反映输入要素应满足的取值范围；关系符号则用于反映输入要素与要素范围之间的数学关系；

其中：A_i表示第i个设置主体的前置条件，a_i,j表示A_i包含的第j个要素事实，p_i,j、s_i,j、u_i,j分别表示a_i,j中的输入要素、关系符号、要素范围。

进一步地，在步骤4中，在后置结论中以{p_i,j}的形式进行占位，待对装配内容进行实例化时，使用p_i,j的实际值，替换预留的占位符。

进一步地，在步骤5中，确定机电产品装配方法的一体化定义格式：

K_i＝{T_i,A_i,A_i',B_i}

其中：K_i表示第i个设置主体，T_i表示K_i的类型，A_i和A_i’分别表示该主体中用于描述两个不同零部件的前置条件，B_i表示该主体的后置结论。

进一步地，在步骤5中，在定义装配资源设置主体以及装配方法设置主体时，

为空集。

进一步地，在步骤6中，基于步骤5，根据设置主体的优先级、工艺装备、仪器设备、操作方法和检验要求；基于Ti筛选对应类型的主体；将主装件/连接件的设计信息与Ai和Ai’里描述的要素事实进行匹配并进行筛选，当匹配成功后，将Bi里描述的要素事实作为确定的输出结果；

步骤6包括以下子步骤：

步骤61、获取各个主装件、连接件的属性信息；

步骤62、获取两两主装件之间装配的优先关系，形成主装件的装配序列；

步骤63、获取各个主装件所关联的连接件；

步骤64、确定主装件与所关联的连接件的装配优先级，形成主装件与相关连接件的装配序列。

进一步地，还包括步骤65、获取主装件及相关连接件的定位信息，获取实现定位所需的工艺装备和仪器设备，获取实现定位所需的操作方法和检验要求。

进一步地，还包括步骤66、获取各个主装件与相关连接件的注释信息，并获取实现注释所需的工艺装备和仪器设备，获取实现注释所需的操作方法和检验要求。

进一步地，装配序列信息包括优先关系信息；装配资源信息包括仪器设备信息和工艺装备信息；装配内容信息包括装配操作方法信息及检验要求信息。

进一步地，零部件的属性信息用于描述零部件的基本属性和所属类别；零部件之间的定位信息用于描述零部件之间的定位形式和结构；零部件上的注释信息用于描述装配过程中附加的操作及要求。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

(1)本发明提出的一种复杂机电产品装配方法，该方法通过建立装配工艺设置输入要素和输出要素之间的逻辑关系，并采用统一化的存储格式，将装配方法经验转化为设置主体，推动装配工艺设置由经验驱动向设置驱动的方向进行转变，从而有效提高装配工艺编制的效率和质量，提升装配工艺的规范性，增强装配工艺的水平。

(2)本发明在对装配操作内容和装配检验要求的设置主体进行定义时，由于设置后置结论中部分内容取值于输入要素，在步骤4中，在后置结论中以{p_i,j}的形式进行占位，待对装配操作内容和装配检验要求进行实例化时，使用p_i,j的实际值，替换预留的占位符，这样可以完整且准确地生成操作方法和检验要求。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书实施例以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明实施例1提供的输入要素示意图；

图2为本发明实施例2提供的输出要素示意图；

图3为本发明实施1提供的机电产品装备流程图；

图4为实施例2提供的蠕动泵装置装配图。

附图标记：

1-蠕动泵；2-驱动电机；3-驱动控制器；4-控制电缆；5-六角头螺栓M5 x16(力矩范围[6,8]Nm)。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明的一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

本实施例提供了一种机电产品装配方法，包括以下步骤：

步骤1、根据零部件的属性信息、零部件之间的定位信息及零部件上的注释信息确定输入要素；

在步骤1中，零部件的属性信息包括产品代码、产品名称、产品规格、产品材质、产品类型、产品级别、产品重量及采用标准等，零部件的属性信息用于描述零部件的基本属性和所属类别。

零部件之间的定位信息包括基准名称、连接类型、分布方式及连接数量等，零部件之间的定位信息用于描述零部件之间的定位形式和结构。

零部件上的标注信息包括力矩范围、涂胶位置、涂胶材质、配孔类型、是否通孔、吊点位置、偏差类型及偏差数值等，零部件上的注释信息用于描述装配过程中附加的操作项目和要求。

步骤2、确定输出要素；

输出要素包括装配序列信息、装配资源信息和装配内容信息；装配序列信息包括装配优先关系；装配资源信息包括仪器设备代号和工艺装备代号；装配内容信息包括装配操作内容及装配检验要求。

步骤3、设置主体前置条件；

在设置主体的前置条件中，每一个要素事实均由输入要素、关系符号以及要素范围组成；要素范围用于反映输入要素应满足的取值范围；关系符号则用于反映输入要素与要素范围之间的数学关系；

其中：A_i表示第i个设置主体的前置条件，a_i,j表示A_i包含的第j个要素事实，p_i,j、s_i,j、u_i,j分别表示a_i,j中的输入要素、关系符号、要素范围。关系符号s_i,j的取值范围和适用情形如表1所示。

表1设置主体中关系符号取值表

步骤4、设置主体后置结论；

设置主体中的后置结论是基于设置主体确定得到的输出结果，即当设置主体的前置条件得到满足后，后置结论所列的要素事实将作为设置的确定结果。

在设置主体后置结论中，每一个要素事实由输出要素、关系符号以及要素范围组成，要素范围用于反映输出要素应满足的取值范围；关系符号用于反映输出要素与要素范围之间的数学关系；后置结论定义为：

其中，B_i表示第i个设置主体的后置结论，b_i,m表示B_i包含的第m个输出要素，q_i,m、t_i,m、v_i,m分别表示b_i,m中的输出要素、关系符号以及要素范围；考虑到确定的结果不唯一，t_i,m的取值范围包括＝和∈；q_i,m表示5种输出要素，包括优先级、工艺装备、仪器设备、操作方法和检验要求。

由于在对装配操作内容和装配检验要求的设置主体进行定义时，由于这些设置的后置结论中部分内容取值于输入要素，因此，在步骤4中，在后置结论中以{p_i,j}的形式进行占位，待对装配内容进行实例化时，使用p_i,j的实际值，替换预留的占位符。

这样能够完整且准确地生成操作方法和检验要求。现有在利用模板设置操作方法和检验要求时，要填写零部件属性信息、连接信息和注释信息的部分都是预留空格，靠手工方式进行填写，容易出现填写错误。采用占位符形式，就可以使得计算机通过识别和替换的方式自动完成这部分内容的填写，既完整又准确，避免出现低级错误。

步骤5、基于步骤1至步骤4，确定机电产品装配设置主体一体化定义规则：

K_i＝{T_i,A_i,A_i',B_i}

其中：K_i表示第i个编制设置主体，T_i表示K_i的类型，A_i和A_i’分别表示该主体中用于描述两个不同零部件的前置条件，B_i表示该主体的后置结论。

通过定义该设置主体格式，使得用于装配工艺编制的各类设置主体能够以统一化的结构进行描述，既方便设置主体的存储，也方便设置主体的使用。

在步骤5中，在定义装配资源设置主体以及装配方法设置主体时，

表示空集，即A_i’为空集合，不包含任何要素事实。

在步骤6中，基于步骤5，根据设置主体的优先级、工艺装备、仪器设备、操作方法和检验要求；基于Ti筛选对应类型的主体；将主装件/连接件的设计信息与Ai和Ai’里描述的要素事实进行匹配并进行筛选，当匹配成功后，将Bi里描述的要素事实作为确定的输出结果；

步骤6包括以下子步骤：

子步骤61、获取各个主装件、连接件的属性信息；

在子步骤1中，基于零部件MBD模型的属性参数，获取各个主装件和连接件的属性信息；其中，主装件是指具有独立功能和作用的零部件。

子步骤62、获取两两主装件的装配优先级，形成主装件的装配序列；

在子步骤62中，根据属性信息，并根据输出要素中的装配序列信息，确定两两主装件之间的装配优先级，根据装配优先级确定零部件的装配序列。

子步骤63、获取各个主装件所关联的连接件；

在子步骤63中，基于零部件MBD模型关系，获取各个主装件相关联的连接件。

子步骤64、确定主装件与所关联的连接件的装配优先级，形成主装件与相关连接件的装配序列；

在子步骤64中，根据属性信息，并根据装配序列信息，确定主装件与相关联的连接件之间的装配优先级，并根据装配优先级形成主装件与相关联的连接件的装配序列。

子步骤65、还包括步骤65、获取主装件及相关连接件的定位信息，获取实现定位所需的工艺装备和仪器设备，获取实现定位所需的操作方法和检验要求。在子步骤65中，根据零部件MBD模型的空间位置，获取各个主装件和连接件的定位信息，根据属性信息和定位信息，并根据装配资源信息，实现定位所需的装配工装和仪器设备，根据属性信息和定位信息，根据装配内容信息，实现定位所需的操作方法和检验要求。

子步骤66、获取各个主装件与相关连接件的注释信息，并获取实现注释所需的工艺装备和仪器设备，获取实现注释所需的操作方法和检验要求。

具体地，在子步骤66中，根据零部件模型的标注，获取各个主装件和连接件的注释信息，根据属性信息和注释信息，根据装配资源信息，实现注释所需的装配工装和仪器设备，根据属性信息和注释信息，根据装配方法确定设置主体，确定实现注释所需的操作方法和检验要求。

需要说明的是，MBD模型为装配产品的MBD模型，在构成装配产品的各个零部件模型的参数表里定义了的属性信息，通过指引线方式在各个零部件模型上定义了注释信息，连接信息体现在各个零部件模型的相对位置关系上。

同样需要说明的是，在本发明中，设置主体是确定优先级、工艺装备、仪器设备、操作方法、检验要求时所使用的各类主体的总称。

实施例2

本实施例以蠕动泵1装置为例，用于验证实施例1中的装配方法的可行性和合理性。

如图4所示，蠕动泵1装置包括蠕动泵1、驱动电机2、驱动控制器3、供电电缆4等部分组成，借助下表2梳理的设置主体，按照以下设置流程，基于电机的设计信息得到的装配方法，如表3所示：

1)利用设置主体A和B，确定主装件驱动电机2、蠕动泵1、控制器、供电电缆4之间的装配优先级；

2)利用设置主体C，确定主装件驱动电机2及其连接件六角头螺栓M5x16(力矩范围[6,8]Nm)5之间的装配优先级；

3)利用设置主体D确定六角头螺栓M5x16(力矩范围[6,8]Nm)5上力矩注释所采用的仪器设备；

4)利用设置主体E确定驱动电机2定位对应的安装方法；

5)利用设置主体F确定六角头螺栓M5x16(力矩范围[6,8]Nm)5

定位对应的安装方法；

6)利用设置主体G确定六角头螺栓M5x16(力矩范围[6,8]Nm)5上力矩注释对应的安装方法；

7)利用设置主体H确定六角头螺栓M5x16(力矩范围[6,8]Nm)5上力矩注释对应的检验要求。

8)根据检验要求进行检验，检验合格，完成装配；否则，重新装配。

表2所用装配方法的设置主体

表3驱动电机装配工艺运用

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种机电产品装配方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、根据零部件的属性信息、零部件之间的定位信息及零部件上的注释信息确定输入要素；

步骤2、确定输出要素；所述输出要素包括装配序列信息、装配资源信息和装配内容信息；

步骤3、设置主体前置条件；在设置主体的前置条件中，每一个要素事实均由输入要素、关系符号以及要素范围组成；

步骤4、设置主体后置结论；在设置主体后置结论中，每一个要素事实由输出要素、关系符号以及要素范围组成，所述要素范围用于反映输出要素应满足的取值范围；所述关系符号用于反映输出要素与要素范围之间的数学关系；后置结论定义为：

其中，B_i表示第i个编制知识的后置结论，b_i,m表示B_i包含的第m个输出要素，q_i,m、t_i,m、v_i,m分别表示b_i,m中的输出要素、关系符号以及要素范围；

步骤5、基于步骤1至步骤4，确定设置主体的一体化定义规则；

在所述步骤5中，确定机电产品装配方法的一体化定义格式：

K_i＝{T_i,A_i,A_i',B_i}

其中：K_i表示第i个设置主体，T_i表示K_i的类型，A_i和A_i’分别表示该主体中用于描述两个不同零部件的前置条件，B_i表示该主体的后置结论；

步骤6、基于步骤1至步骤5进行装配机电产品；

在所述步骤6中，基于步骤5，根据设置主体的优先级、工艺装备、仪器设备、操作方法和检验要求；基于Ti筛选对应类型的主体；将主装件/连接件的设计信息与Ai和Ai’里描述的要素事实进行匹配并进行筛选，当匹配成功后，将Bi里描述的要素事实作为确定的输出结果；

所述步骤6包括以下子步骤：

步骤61、获取各个主装件、连接件的属性信息；

步骤62、获取两两主装件之间装配的优先关系，形成主装件的装配序列；

步骤63、获取各个主装件所关联的连接件；

步骤64、确定主装件与所关联的连接件的装配优先级，形成主装件与相关连接件的装配序列。

2.根据权利要求1所述的机电产品装配方法，其特征在于，在所述步骤3中，所述要素范围用于反映输入要素应满足的取值范围；所述关系符号则用于反映输入要素与要素范围之间的数学关系；

其中：A_i表示第i个设置主体的前置条件，a_i,j表示A_i包含的第j个要素事实，p_i,j、s_i,j、u_i,j分别表示a_i,j中的输入要素、关系符号、要素范围。

3.根据权利要求2所述的机电产品装配方法，其特征在于，在所述步骤4中，在后置结论中以{p_i,j}的形式进行占位，待对装配内容进行实例化时，使用p_i,j的实际值，替换预留的占位符。

4.根据权利要求3所述的机电产品装配方法，其特征在于，在所述步骤5中，在定义装配资源设置主体以及装配方法设置主体时，

所述/>

为空集。

5.根据权利要求4所述的机电产品装配方法，其特征在于，还包括步骤65、获取主装件及相关连接件的定位信息，获取实现定位所需的工艺装备和仪器设备，获取实现定位所需的操作方法和检验要求。

6.根据权利要求5所述的机电产品装配方法，其特征在于，还包括步骤66、获取各个主装件与相关连接件的注释信息，并获取实现注释所需的工艺装备和仪器设备，获取实现注释所需的操作方法和检验要求。

7.根据权利要求1至6任一项所述的机电产品装配方法，其特征在于，所述装配序列信息包括优先关系信息；所述装配资源信息包括仪器设备信息和工艺装备信息；所述装配内容信息包括装配操作方法信息及检验要求信息。

8.根据权利要求7所述的机电产品装配方法，其特征在于，所述零部件的属性信息用于描述零部件的基本属性和所属类别；所述零部件之间的定位信息用于描述零部件之间的定位形式和结构；所述零部件上的注释信息用于描述装配过程中附加的操作及要求。

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