CN114861294B - 一种用于碰撞仿真分析的整车自动装配方法、设备及存储介质 - Google Patents

一种用于碰撞仿真分析的整车自动装配方法、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于碰撞仿真分析的整车自动装配方法、设备及存储介质，属于自动装配方法技术领域，本发明的整车自动装配方法以总成间刚体类型的片状零件的组成命名为基础，以名称对称原则及距离最小原则为依据，基于PRIMER软件，使用JavaScript编程语言，通过零件名称与距离自动提取总成间螺栓、螺母并完成配对与连接，实现整车装配自动化，提升工作效率与建模精度。该方法根据零件名称完成总成间螺栓、螺母的自动识别，识别精度100％；与手工装配相比，可以完全避免漏装现象。

Description

一种用于碰撞仿真分析的整车自动装配方法、设备及存储 介质
技术领域
本发明属于自动装配方法技术领域，具体涉及一种用于碰撞仿真分析的整车自动装配方法、设备及存储介质。
背景技术
整车碰撞仿真分析中，装配工作主要包括总成建模与整车装配。总成建模即总成内装配，如车门内部防撞梁与车门内板之间的焊接、车门与车门铰链之间的铰接等；整车装配即总成间装配，如车门与白车身之间的螺接、悬架系统与转向系统之间的螺接等。
目前，整车碰撞仿真分析中的整车装配都属于手工装配，工程师需要根据图纸寻找总成间螺栓、螺母，容易出现漏装现象；并且总成间螺栓、螺母通常在100对左右，手工装配是一个重复性高、效率低下的工作。
发明内容
为了解决现有技术中存在的手工装配重复性高、效率低等问题，本发明提供了一种用于碰撞仿真分析的整车自动装配方法、设备及存储介质，本发明的整车自动装配方法基于PRIMER软件，使用JavaScript编程语言，通过零件名称与距离自动提取总成间螺栓、螺母并完成配对与连接，实现整车装配自动化，提升工作效率与建模精度。
本发明通过如下技术方案实现：
一种用于碰撞仿真分析的整车自动装配方法，具体包括如下步骤：
步骤一：在Primer软件中导入已经调试好的当前所需装配的整车模型；
步骤二：以组名为过滤条件，获取同样组名的总成间刚体类型的片状零件；
步骤三：对步骤二中相同组名的片状零件进行分类，确定每个类型的组数N及各组中零件的数量；判断每个类型的组数N，若N大于0，进入步骤四，否则，结束；
步骤四：从每个类型的组数N中任意提取一组，记为第x组，提取第x组内的零部件数量n，若n大于0，进入步骤五，否则，结束；
步骤五：采用名称对称原则，提取与第x组零件有配对关系的零件组，记为第x组配对零件；
步骤六：从第x组配对零件中任意提取一个配对零部件α；并采用距离最小原则，在第x组零件中提取与配对零部件α配对的零部件α；
步骤七：在配对零部件α与零部件α之间建立连接关系；
步骤八：则第x组内的零部件数量变为(n-1)个，返回步骤四，进一步判定(n-1)是否大于0；
步骤九：则每个类型的组数变为(N-1)，返回步骤二，进一步判定(N-1)是否大于0。
进一步地，步骤二所述总成间刚体类型的片状零件包括总成间螺栓及总成间螺母。
进一步地，步骤二所述以组名为过滤条件，获取同样组名的总成间刚体类型的片状零件，具体如下：
(1)、设某个总成间刚片的名称为“patch_总成a-总成b”；约定如下：若“总成a”的字母顺序比“总成b”靠前，则该刚片为螺栓；否则该刚片为螺母；
(2)、建立空数组p_bolt，用于存放螺栓；建立空数组p_nut，用于存放螺母；
(3)、使用for循环，遍历数组p_patch中所有总成间刚片，将螺栓放入p_bolt，将螺母放入p_nut；
(4)、使用for循环，遍历数组p_bolt，将螺栓根据第一个总成进行分组；
(5)、使用for循环，遍历数组p_nut，将螺栓根据第一个总成进行分组。
进一步地，步骤七所述的建立连接关系，具体如下：参考《PRIMER JavaScriptreference manual》，使用“new RigidBodies(m,pid1,pid2)”函数在配对零部件α与零部件α之间自动建立RigidBody类型的连接；其中，m为RigidBody所在的模型，pid1为配对零部件α的零件号，pid2为零部件α的零件号。
第二方面，本发明还提供了一种计算机设备，包括：
一个或多个处理器；
用于存储所述一个或多个处理器可执行指令的存储器；
其中，所述一个或多个处理器被配置为：
执行本发明实施例的第一方面所述的一种用于碰撞仿真分析的整车自动装配方法。
第三方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例中任一所述的一种用于碰撞仿真分析的整车自动装配方法。
第四方面，本发明还提供一种应用程序产品，当应用程序产品在设备在运行时，使得设备执行本发明实施例的第一方面所述的一种用于碰撞仿真分析的整车自动装配方法。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
本发明的一种用于碰撞仿真分析的整车自动装配方法可根据零件名称完成总成间螺栓、螺母的自动识别，识别精度100％；与手工装配相比，可以完全避免漏装现象；
其次，本发明可以根据螺栓、螺母的名称与距离完成配对与连接，程序运行时间只需5秒钟；以某乘用车为例，总成间螺栓、螺母约100对，手工装配至少需要1小时；与手工装配相比，极大提升工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明的一种用于碰撞仿真分析的整车自动装配方法的流程图；
图2为本发明的一种用于碰撞仿真分析的整车自动装配方法的名称对称原理示意图；
图3为本发明的一种用于碰撞仿真分析的整车自动装配方法的距离最小原理示意图；
图4为实施例2的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为清楚、完整地描述本发明所述技术方案及其具体工作过程，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
一种用于碰撞仿真分析的整车自动装配方法，具体包括如下步骤：
步骤一：在Primer软件中导入已经调试好的当前所需装配的整车模型；
步骤二：以组名为过滤条件，获取同样组名的总成间刚体类型的片状零件；
步骤三：对步骤二中相同组名的片状零件进行分类，确定每个类型的组数N及各组中零件的数量；判断每个类型的组数N，若N大于0，进入步骤四，否则，结束；
步骤四：从每个类型的组数N中任意提取一组，记为第x组，提取第x组内的零部件数量n，若n大于0，进入步骤五，否则，结束；
步骤五：采用名称对称原则，提取与第x组零件有配对关系的零件组，记为第x组配对零件；
步骤六：从第x组配对零件中任意提取一个配对零部件α；并采用距离最小原则，在第x组零件中提取与配对零部件α配对的零部件α；
步骤七：在配对零部件α与零部件α之间建立连接关系；
步骤八：则第x组内的零部件数量变为(n-1)个，返回步骤四，进一步判定(n-1)是否大于0；
步骤九：则每个类型的组数变为(N-1)，返回步骤二，进一步判定(N-1)是否大于0。
步骤二所述总成间刚体类型的片状零件包括总成间螺栓及总成间螺母。
步骤七所述的建立连接关系，具体如下：参考《PRIMER JavaScript referencemanual》，使用“new RigidBodies(m,pid1,pid2)”函数在配对零部件α与零部件α之间自动建立RigidBody类型的连接；其中，m为RigidBody所在的模型，pid1为配对零部件α的零件号，pid2为零部件α的零件号。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种用于碰撞仿真分析的整车自动装配方法，具体包括如下步骤：
步骤一：在Primer软件中导入已经调试好的当前所需装配的整车模型，并运行自动化脚本；
步骤二：以组名为过滤条件，获取同样组名的总成间刚体类型的片状零件；
建立刚片时需要进行规范化命名，总成间螺栓命名格式为“patch_总成a-总成b”，如白车身上与左前车门进行连接的所有螺栓均命名为“patch_BIW-leftFrontDoor”、左前车门上与白车身进行连接的所有螺栓均命名为“patch_leftFrontDoor-BIW”等；除总成间螺栓外的其他零件，零件名不得以“patch_”开头；这样，可以根据零件名是否以“patch_”开头，判断并提取总成间刚片；
同时，建立空数组p_patch，用于存放总成建刚片；
参考《PRIMER JavaScript reference manual》，使用“var p＝Part.GetAll(m)”函数，提取模型m中的所有零件组成的数组，并将该数组赋值给p；使用for循环，遍历数组p中的所有零件，若零件的“heading”属性(即零件名)以“patch_”开头，则该零件为总成间刚片并放入p_patch。
步骤三：对步骤二中相同组名的片状零件进行分类，确定每个类型的组数N及各组中零件的数量；判断每个类型的组数N，若N大于0，进入步骤四，否则，结束；
具体规定如下：
(1)、假设某个总成间刚片的名称为“patch_总成a-总成b”。约定如下：若“总成a”的字母顺序比“总成b”靠前，则该刚片为螺栓；否则该刚片为螺母；
(2)、建立空数组p_bolt，用于存放螺栓；建立空数组p_nut，用于存放螺母；
(3)、使用for循环，遍历数组p_patch中所有总成间刚片，将螺栓放入p_bolt，将螺母放入p_nut；
(4)、假设有3个螺栓(或螺母)：甲(patch_总成a-总成b)、乙(patch_总成a-总成c)、丙(patch_总成b-总成c)；约定如下：甲与乙的第一个总成相同(都为总成a)，判定甲与乙为同组螺栓(或螺母)；甲与丙的第一个总成不同(甲的第一个总成为总成a，丙的第一个总成为总成b)，判定甲与丙为不同组螺栓(或螺母)；
(5)、使用for循环，遍历数组p_bolt，将螺栓根据第一个总成进行分组(记为N组)；
(6)、使用for循环，遍历数组p_nut，将螺栓根据第一个总成进行分组(同样为N组)；
步骤四：从每个类型的组数N中任意提取一组，记为第x组，提取第x组内的零部件数量n，若n大于0，进入步骤五，否则，结束；
步骤五：采用名称对称原则，提取与第x组零件有配对关系的零件组，记为第x组配对零件；
步骤六：从第x组配对零件中任意提取一个配对零部件α；并采用距离最小原则，在第x组零件中提取与配对零部件α配对的零部件α；
步骤五与步骤六的具体过程如下：
(1)、从N组螺栓中任意提取某一组螺栓，记为第x组螺栓，假设该组螺栓的个数为n；
(2)、如图2所示，根据名称对称原则，提取与第x组螺栓对应的第x组螺母；
(3)、从n个螺栓中任意提取某一个螺栓，记为螺栓α；
(4)、如图3所示，根据距离最小原则，提取与螺栓α配对的螺母α；
(5)、n个螺栓中，每完成1个螺栓的配对，将n-1赋值给n，直至n为0；
(6)、N组螺栓中，每完成1组螺栓的配对，将N-1赋值给N，直至N为0；
步骤七：在配对零部件α与零部件α之间建立连接关系；
参考《PRIMER JavaScript reference manual》，使用“new RigidBodies(m,pid1,pid2)”函数在配对零部件α与零部件α之间自动建立RigidBody类型的连接；其中，m为RigidBody所在的模型，pid1为配对零部件α的零件号，pid2为零部件α的零件号。
步骤八：则第x组内的零部件数量变为(n-1)个，第x组螺栓中原有n个未配对的螺栓，第十一步完成其中1个螺栓的配对，第x组螺栓中未配对的螺栓个数变为n-1；返回步骤四，进一步判定(n-1)是否大于0；
步骤七与步骤八的具体过程如下：
(1)、从N组螺栓中任意提取某一组螺栓，记为第x组螺栓，假设该组螺栓的个数为n；
(2)、根据名称对称原则，提取与第x组螺栓对应的第x组螺母；
(3)、从n个螺栓中任意提取某一个螺栓，记为螺栓α；
(4)、根据距离最小原则，提取与螺栓α配对的螺母α；
(5)、n个螺栓中，每完成1个螺栓的配对，将n-1赋值给n，直至n为0。
(6)、N组螺栓中，每完成1组螺栓的配对，将N-1赋值给N，直至N为0。
步骤九：则每个类型的组数变为(N-1)，N组螺栓中有1组的螺栓全部完成了配对，未配对螺栓组的个数变为N-1；返回步骤二，进一步判定(N-1)是否大于0。
以某乘用车为例，总成间螺栓、螺母共有92对，采用本发明的种用于碰撞仿真分析的整车自动装配方法，整车装配工时为5秒钟，采用现有技术的整车装配工时为1小时，总体工作效率提升99.9％。
实施例2
图4为本发明实施例2中的一种计算机设备的结构示意图。图4示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机设备12的框图。图4显示的计算机设备12仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图4所示，计算机设备12以通用计算设备的形式表现。计算机设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。
总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。
计算机设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)30和/或高速缓存存储器32。计算机设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图4未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图3中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
计算机设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备12交互的设备通信，和/或与使得该计算机设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口22进行。另外，本实施例中的计算机设备12，显示器24不是作为独立个体存在，而是嵌入镜面中，在显示器24的显示面不予显示时，显示器24的显示面与镜面从视觉上融为一体。并且，计算机设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与计算机设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合计算机设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的一种用于碰撞仿真分析的整车自动装配方法。
实施例3
本发明实施例3提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本申请所有发明实施例提供的一种用于碰撞仿真分析的整车自动装配方法。
可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于——无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (6)

1.一种用于碰撞仿真分析的整车自动装配方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
步骤一：在Primer软件中导入已经调试好的当前所需装配的整车模型；
步骤二：以组名为过滤条件，获取同样组名的总成间刚体类型的片状零件；
步骤三：对步骤二中相同组名的片状零件进行分类，确定每个类型的组数N及各组中零件的数量；判断每个类型的组数N，若N大于0，进入步骤四，否则，结束；
步骤四：从每个类型的组数N中任意提取一组，记为第x组，提取第x组内的零部件数量n，若n大于0，进入步骤五，否则，结束；
步骤五：采用名称对称原则，提取与第x组零件有配对关系的零件组，记为第x组配对零件；
步骤六：从第x组配对零件中任意提取一个配对零部件α；并采用距离最小原则，在第x组零件中提取与配对零部件α配对的零部件α’；
步骤七：在配对零部件α与零部件α’之间建立连接关系；
步骤八：则第x组内的零部件数量变为(n-1)个，返回步骤四，进一步判定(n-1)是否大于0；
步骤九：则每个类型的组数变为(N-1)，返回步骤二，进一步判定(N-1)是否大于0；
步骤二所述以组名为过滤条件，获取同样组名的总成间刚体类型的片状零件，具体如下：
(1)、设某个总成间刚片的名称为“patch_总成a-总成b”；约定如下：若“总成a”的字母顺序比“总成b”靠前，则该刚片为螺栓；否则该刚片为螺母；
(2)、建立空数组p_bolt，用于存放螺栓；建立空数组p_nut，用于存放螺母；
(3)、使用for循环，遍历数组p_patch中所有总成间刚片，将螺栓放入p_bolt，将螺母放入p_nut；
(4)、使用for循环，遍历数组p_bolt，将螺栓根据第一个总成进行分组；
(5)、使用for循环，遍历数组p_nut，将螺栓根据第一个总成进行分组。
2.如权利要求1所述的一种用于碰撞仿真分析的整车自动装配方法，其特征在于，步骤二所述总成间刚体类型的片状零件包括总成间螺栓及总成间螺母。
3.如权利要求1所述的一种用于碰撞仿真分析的整车自动装配方法，其特征在于，步骤七所述的建立连接关系，具体如下：参考《PRIMER JavaScript reference manual》，使用“new RigidBodies(m,pid1,pid2)”函数在配对零部件α与零部件α’之间自动建立RigidBody类型的连接；其中，m为RigidBody所在的模型，pid1为配对零部件α的零件号，pid2为零部件α’的零件号。
4.一种计算机设备，包括：
一个或多个处理器；
用于存储所述一个或多个处理器可执行指令的存储器；
其中，所述一个或多个处理器被配置为：
执行如权利要求1-3任一项所述的一种用于碰撞仿真分析的整车自动装配方法。
5.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-3任一项所述的一种用于碰撞仿真分析的整车自动装配方法。
6.一种应用程序产品，当应用程序产品在设备在运行时，使得设备执行如权利要求1-3任一项所述的一种用于碰撞仿真分析的整车自动装配方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20100110921A (ko) * 2009-04-06 2010-10-14 김현용 볼트 머리 잡지 않고 볼트 끝을 잡고 너트를 조립하는 볼트제조
CN113434963A (zh) * 2021-07-22 2021-09-24 中国第一汽车股份有限公司 焊点失效参数确定方法、装置、电子设备及存储介质

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