CN112116697A - 一种基于逼近算法的虚拟产线部件定向装配的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于逼近算法的虚拟产线部件定向装配的方法，用于装配传送带及其支架，包括如下步骤：步骤1，导入待配合部件和产线平台；步骤2，分析装配环境下待配合部件的位置信息；步骤3，分析装配环境中产线平台的位置信息；步骤4，导入定向坐标点，生成方向指引线；步骤5，根据定向坐标点、方向指引线以及产线平台的位置信息，确定基准固定位置点；步骤6，通过分析待配合部件的位置信息和产线平台的位置信息，将配合部件在水平平面内的自由度配合于产线平台上，此时将待配合部件添加至产线平台，然后进行重合配合；步骤7，进行逼近重合配合；步骤8，得到逼近配合，结束。

Description

一种基于逼近算法的虚拟产线部件定向装配的方法
技术领域
本发明涉及计算机辅助设计领域，具体涉及一种基于逼近算法的虚拟产线部件定向装配的方法。
背景技术
目前三维建模工具迅速发展，在机械、建筑等行业均有不同程度的应用，每个行业在使用三维建模工具时均会涉及到相关模型的配合问题。
不同行业有着不同的配合标准，其精度要求视行业不同而不同。例如在矿石机械行业，对于矿山生产线而言，其产线布局较大，纵横可达几百米，因而在实际产线的搭建过程中会允许有相对较大的误差。
但是现有技术中，这种允许误差根本无法在三维软件中表示出来(图3所示)，而使用者根据这样的图纸文件进行生产的话，使用者难以从这样的图纸文件中获得待配合部件和产线平台之间的装配关系，进而无法直接精确地实施定向装配，因此本设计发明了一种虚拟产线部件定向装配的方法。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种基于逼近算法的虚拟产线部件定向装配的方法。
本发明提供了一种基于逼近算法的虚拟产线部件定向装配的方法，用于装配传送带及其支架，具有这样的特征，包括如下步骤：
步骤1，在三维软件中导入待配合部件和产线平台的文件；
步骤2，在三维软件中分析装配环境下待配合部件的位置，生成待配合部件的位置固定点、描述矩阵Am×m、描述部件端点坐标的集合D(x1,y1,z1,x2,y2,z2)以及部件形状外包围盒集合
Figure BDA0002101189740000021
步骤3，在三维软件中分析装配环境中产线平台的位置，生成产线平台的位置描述矩阵Bq×q，在装配环境中绘制世界正向基准轴；
步骤4，在三维软件中通过分析Am×m和Sn，在待配合部件中绘制Z轴正方向基准轴，并且与世界正向基准轴进行平行配合；
步骤5，导入定向坐标点，生成方向指引线；
步骤6，根据定向坐标点、方向指引线以及产线平台的位置描述矩阵Bq×q，确定基准固定位置点(Fx1,Fy1,Fz1)；
步骤7，在三维软件中通过分析Am×m、Sn以及Bq×q将配合部件在水平平面内的自由度配合于产线平台上，此时将待配合部件添加至产线平台，然后进行重合配合，进而得到S′n；
步骤8，在三维软件中分析S′n，得到Cw×w，将待配合部件的位置固定点和使用基准固定位置点(Fx1,Fy1,Fz1)进行位置求解，达到待配合部件与基准固定位置点(Fx1,Fy1,Fz1)在水平方向自由度重合的目的，进而将待配合部件的位置固定点和使用基准固定位置点进行重合配合；
步骤9，在三维软件中通过分析Cw×w和S′n，在待配合部件上绘制轴向定位基准线，该定位基准线与方向指引线进行添加同向角度配合，设定角度值，进行待配合部件与产线平台在竖直方向自由度的逼近，但不完全重合的配合；
步骤10，在三维软件中分析S′n与方向指引线之间的关系，判断是否存在S′n中大于等于两个以上的点与方向指引线间距无限接近于0，若是，则表明配合正确；
步骤11，得到逼近配合，结束。
在本发明提供的基于逼近算法的虚拟产线部件定向装配的方法中，还可以具有这样的特征：其中，角度值为0.001°。
在本发明提供的基于逼近算法的虚拟产线部件定向装配的方法中，还可以具有这样的特征：其中，世界正向基准轴的方向为Z轴的正方向。
在本发明提供的基于逼近算法的虚拟产线部件定向装配的方法中，还可以具有这样的特征：其中，定向坐标点为传送带的起点坐标和终点坐标。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的一种基于逼近算法的虚拟产线部件定向装配的方法，因为包括如下步骤：
通过分析Cw×w和S′n，在待配合部件上绘制轴向定位基准线，该定位基准线与方向指引线进行添加同向角度配合，设定角度值，进行待配合部件与产线平台在竖直方向自由度的逼近，但不完全重合的配合；然后分析S′n与方向指引线之间的关系，判断是否存在S′n中大于等于两个以上的点与方向指引线间距无限接近于0，若是，则表明配合正确；得到逼近配合。
所以，本发明在三维软件中采用无限逼近的方法，从而在三维软件中能够直接生成待配合部件和产线平台无限逼近后的图纸文件，从而将配合部件和产线平台的误差进行了规避，这样实施者能够根据这样的图纸文件对待配合部件和产线平台进行定向装配，既提高了装配的效率，又提高了装配的精度。
附图说明
图1是本发明的实施例中待配合部件和产线平台的结构图；
图2是本发明的实施例中使用基于逼近算法的虚拟产线部件定向装配的方法后待配合部件和产线平台在三维软件中的装配示意图；以及
图3是本发明的实施例中未使用基于逼近算法的虚拟产线部件定向装配的方法的待配合部件和产线平台在三维软件中的装配示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的基于逼近算法的虚拟产线部件定向装配的方法作具体阐述。
一种基于逼近算法的虚拟产线部件定向装配的方法在配合三维软件进行使用后，三维软件可以实现配合部件和产线平台的虚拟定向装配，进而从三维软件导出的图纸文件就可以正确的应用于生产装配。
图1是本发明的实施例中待配合部件和产线平台的结构图。
如图1所示，为本实施例中的待配合部件和产线平台的结构图，具体装配方法包括以下步骤：
步骤1，在三维软件中导入待配合部件10和产线平台20，在本实施例中待配合部件10包括支架，产线平台20为传送带。
步骤2，在三维软件中分析装配环境下支架的位置，生成支架的位置固定点、描述矩阵Am×m、描述部件端点坐标的集合D(x1,y1,z1,x2,y2,z2)以及部件形状外包围盒集合
Figure BDA0002101189740000051
m*m表示矩阵A为m行m列，x1，y1，z1，x2，y2，z2表示在三维空间内两个端点的坐标，xn，yn，zn表示在三维空间内n点的坐标，Sn表示在三维空间内n个坐标点的集合；
步骤3，在三维软件中分析装配环境中传送带的位置，生成传送带的位置描述矩阵Bq×q与传送带的起点坐标和终点坐标，在装配环境中绘制世界正向基准轴，即为Z轴的正方向，q×q表示矩阵B为q行q列；
步骤4，在三维软件中通过分析Am×m和Sn，在支架中绘制Z轴正方向基准轴，并且与世界正向基准轴进行平行配合；
步骤5，导入定向坐标点，该定向坐标点为传送带的起点坐标和终点坐标，进而生成方向指引线；
步骤6，根据传送带的起点坐标和终点坐标、方向指引线以及传送带的位置描述矩阵Bq×q，确定基准固定位置点(Fx1,Fy1,Fz1)，Fx1,Fy1,Fz1表示基准固定位置点的坐标，F表示系数；
步骤7，在三维软件中通过分析Am×m、Sn以及Bq×q将支架在水平平面内的自由度配合于传送带上，此时将支架添加至传送带，然后进行重合配合，进而得到S′n，S′n表示在三维空间内经过重合配合后n个坐标点的集合；
步骤8，在三维软件中分析S′n，得到Cw×w，将支架的位置固定点和使用基准固定位置点(Fx1,Fy1,Fz1)进行位置求解，达到架与基准固定位置点(Fx1,Fy1,Fz1)在水平方向自由度重合的目的，进而将待支架的位置固定点和使用基准固定位置点进行重合配合，Cw×w表示经过步骤7的重合配合后新的支架的描述矩阵，w×w表示矩阵C为w行w列；
步骤9，在三维软件中通过分析Cw×w和S′n，在支架上绘制轴向定位基准线，该定位基准线与方向指引线进行添加同向角度配合，设定角度值为0.001°，进行待支架与传送带在竖直方向自由度的逼近，但不完全重合的配合；
步骤10，在三维软件中分析S′n与方向指引线之间的关系，判断是否存在S′n中大于等于两个以上的点与方向指引线间距无限接近于0，若是，则表明配合正确；
步骤11，若否，则需要进行重新添加反向角度进行重合配合，重复步骤9；
图2是本发明的实施例中使用插件后待配合部件和产线平台的装配示意图。
如图2所示，逼近配合的装配示意图。
步骤12，得到逼近配合，结束。
在三维软件中进行逼近配合完成后，生成的图纸文件，就可以正确指导实施者在配合部件与产线平台进行装配的施工过程中进行生产工作。
实施例的作用与效果
根据本发明所涉及的一种基于逼近算法的虚拟产线部件定向装配的方法，因为包括如下步骤：
通过分析Cw×w和S′n，在待配合部件上绘制轴向定位基准线，该定位基准线与方向指引线进行添加同向角度配合，设定角度值，进行待配合部件与产线平台在竖直方向自由度的逼近，但不完全重合的配合；然后分析S′n与方向指引线之间的关系，判断是否存在S′n中大于等于两个以上的点与方向指引线间距无限接近于0，若是，则表明配合正确；得到逼近配合。
所以，本发明在三维软件中采用无限逼近的方法，从而具有定向装配的功能，从而在三维软件中生成具备正确的生产实践的图纸文件，进而实施者根据图纸文件可以进行生产装配。
更进一步地，角度值为0.001°，配合部件可以最大程度的与产线平台进行重合，使得三维软件可以实现定向的装配。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于逼近算法的虚拟产线部件定向装配的方法，用于装配传送带及其支架，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，在三维软件中导入待配合部件和产线平台的文件；
步骤2，在三维软件中分析装配环境下所述待配合部件的位置，生成所述待配合部件的位置固定点、描述矩阵Am×m、描述部件端点坐标的集合D(x1,y1,z1,x2,y2,z2)以及部件形状外包围盒集合
Figure FDA0002101189730000011
步骤3，在三维软件中分析装配环境中所述产线平台的位置，生成所述产线平台的位置描述矩阵Bq×q，在装配环境中绘制世界正向基准轴；
步骤4，在三维软件中通过分析Am×m和Sn，在所述待配合部件中绘制Z轴正方向基准轴，并且与世界正向基准轴进行平行配合；
步骤5，导入定向坐标点，生成方向指引线；
步骤6，根据所述定向坐标点、所述方向指引线以及所述产线平台的位置描述矩阵Bq×q，确定基准固定位置点(Fx1,Fy1,Fz1)；
步骤7，在三维软件中通过分析Am×m、Sn以及Bq×q将所述配合部件在水平平面内的自由度配合于所述产线平台上，此时将所述待配合部件添加至所述产线平台，然后进行重合配合，进而得到S′n；
步骤8，在三维软件中分析S′n，得到Cw×w，将所述待配合部件的位置固定点和使用所述基准固定位置点(Fx1,Fy1,Fz1)进行位置求解，达到所述待配合部件与所述基准固定位置点(Fx1,Fy1,Fz1)在水平方向自由度重合的目的，进而将所述待配合部件的位置固定点和使用基准固定位置点进行重合配合；
步骤9，在三维软件中通过分析Cw×w和S′n，在所述待配合部件上绘制轴向定位基准线，该定位基准线与所述方向指引线进行添加同向角度配合，设定角度值，进行所述待配合部件与所述产线平台在竖直方向自由度的逼近，但不完全重合的配合；
步骤10，在三维软件中分析S′n与所述方向指引线之间的关系，判断是否存在S′n中大于等于两个以上的点与所述方向指引线间距无限接近于0，若是，则表明配合正确；
步骤11，得到逼近配合，结束。
2.根据权利要求1所述的一种基于逼近算法的虚拟产线部件定向装配的方法，其特征在于：
其中，所述角度值为0.001°。
3.根据权利要求1所述的一种基于逼近算法的虚拟产线部件定向装配的方法，其特征在于：
其中，所述世界正向基准轴的方向为Z轴的正方向。
4.根据权利要求1所述的一种基于逼近算法的虚拟产线部件定向装配的方法，其特征在于：
其中，所述定向坐标点为所述传送带的起点坐标和终点坐标。
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