虚拟环境下的组合夹具快速装配优化方法

该篇论文研究主要探讨了一种快速的有约束矩形件优化排样的模型，针对组合夹具在现代制造系统中的重要作用，特别是在提高工艺过程效率和保证工件质量方面的应用。论文聚焦于计算机辅助夹具设计（CAFD）领域，特别是如何利用虚拟装配技术来简化设计流程。 论文首先介绍了组合夹具设计的基本概念，强调了其设计原则——及时、高效、适用和经济。CAFD作为CAD/CAM系统的一部分，通过基于CAD模型的自动化设计方法，国内外学者对此进行了深入研究，目标在于提升夹具设计的速度和效率，以适应快速发展的制造业需求。 虚拟装配技术在这个背景下得到了广泛应用，它结合虚拟现实技术，使得产品装配过程可以在虚拟环境中进行，极大地改善了传统装配方式的交互体验，提高了设计者的灵活性和便利性。论文着重提到，组合夹具的装配设计过程中，约85%的时间消耗在规划、初始设计和修改上，因此优化这些步骤对于整体效率提升至关重要。 为了实现这一目标，论文提出了一种利用“标记”技术的方法。通过对组合夹具元件的功能表面赋予“标记”，作为装配关系的几何基础，能够精确地定位元件和建立装配对。这种“标记”不仅代表了元件间的约束关系，还用于夹具组件和结构的管理和维护，形成了一套包含夹具元件、夹具组件和夹具实例的三层数据库结构。这种设计方法使得夹具管理更加便捷，并且有利于设计知识和经验的积累和再利用。 论文通过作者在自主开发的虚拟装配系统中实施的实例验证，证明了这种方法的有效性和实用性。通过在虚拟环境中进行设计，不仅提高了设计效率，而且通过三维图形和动画形式保存设计结果，显著提升了设计师和管理人员的工作效率，减轻了他们的工作负担。 这篇论文关注的是如何通过创新的虚拟装配技术和“标记”方法，优化组合夹具设计过程，以满足现代制造业对高效和灵活设计的需求。它提供了一个实用的工具和方法，有望推动组合夹具设计领域的进步。