6-装配信息描述

关联功能级特征
关联功能级特征可为装配尺寸链分析、装 配方式的选择、装配规划和可装配性评价 提供信息。
工艺级特征
工艺级特征表述了为达到装配零件间预定的装配状态，所需 实施的工艺操作和操作规程信息 工艺特征举例：装配工具的选择、装配路径、辅助装配操 作、装配的重定向
这些特征一部分是由前述零件级特征、关联功能级特征推理而得的装配工艺 操作;一部分是由产品的装配技术要求决定的,如对装配面实施焊接、粘接等 联接,是否考虑对配合面间进行清洗、喷涂等辅助工艺等
装配信息描述
东华大学 机械工程学院
产品的装配特征
产品的装配特征是一组反映相关零件间装配类型、配合关系、 相互约束及装配操作方式的信息集 并行环境下，零件的加工制造、零件间的装配等生产活动是 与产品的设计密切相关的，CAD设计过程中产生的信息可以 看作一种通用的资源，后续的各个环节都要利用这些信息， 并根据各自的特征需求生成相应的知识信息 在并行工程中，需要建立一个全面表述产品装配特征的信息 库，装配特征的描述要便于实现产品的设计域向装配域的映 射。
Express-G 是 Express 形式信息要求规范语 言（在 ISO 标准 10303-11 中描述了该语言） 的图形化组件。Express 和 Express-G 是 产品装配信息描述的 STEP（产品模型数据交换标准）的组件， EXPRESS— EXPRESS—G表示 STEP 是一种国际标准，用于计算机可解释 的产品数据的表示形式和交换。
产品装配的层次关系
产品装配树
装配信息描述的基本内容
⑴ 基本信息：包括产品装配单元、部件及零件名 称，结构关系、设计说明、产品描述等。 ⑵ 功能信息：包括产品的功能描述和设计说明， 如名称、输入、输出、相关零部件等。 ⑶ 零（部）件信息：包括名称、零件描述、设计 说明。 ⑷ 支持功能的子功能信息。
BOM有什么作用？ BOM有什么作用？
BOM是PDM/MRPⅡ/ERP信息化系统中最重要的基础数据，其组织 BOM是PDM/MRPⅡ/ERP信息化系统中最重要的基础数据，其组织 格式设计和合理与否直接影响到系统的处理性能，因此，根据实际的 使用环境，灵活地设计合理且有效的BOM是十分重要的。 使用环境，灵活地设计合理且有效的BOM是十分重要的。 BOM不仅是MRPⅡ BOM不仅是MRPⅡ系统中重要的输入数据，而且是财务部门核算成 本，制造部门组织生产等的重要依据，因此，BOM的影响面最大，对 本，制造部门组织生产等的重要依据，因此，BOM的影响面最大，对 它的准确性要求也最高。正确地使用与维护BOM是管理系统运行期间 它的准确性要求也最高。正确地使用与维护BOM是管理系统运行期间 十分重要的工作。 BOM是CIMS/MIS/MRPⅡ/ERP与CAD，CAPP等子系统的重要接口 BOM是CIMS/MIS/MRPⅡ/ERP与CAD，CAPP等子系统的重要接口 ，是系统集成的关键之处，因此，用计算机实现BOM管理时，应充分 ，是系统集成的关键之处，因此，用计算机实现BOM管理时，应充分 考虑它于其他子系统的信息交换问题。
装配模型的结构信息
(1)层次关系 (1)层次关系 (2 )装配关系 )装配关系 (3)参数约束关系 (3)参数约束关系
(1)层次关系 (1)层次关系
机 产品是由具有层次关系的零部件组成的 系统。表现在装配次序上，就是先由零件 组装成装配体(部件) 组装成装配体(部件)，再参与整机的装配。 产品零部件之间的层次关系可以表示成如 图3-2所示的装配树。图中边表示父结点与 子结点之间的所属关系，结点表示装配件 的具体描述。
(5 )层次模型 )层次模型
装 配 体 的结构具有层次性，装配体可以分 解为子装配体，子装配体又可分解下级子 装配体和零件的集合。层次模型的优点是 能方便地表达装配体的层次信息。层次模 型隐含了部分装配序列信息。采用层次模 型可减少装配规划的复杂度，提高装配规 划效率。一般都采用树形结构来表达装配 体。
图2是装配模型 EXPRESS;的形式化描述 EXPRESS;的形式化描述 。 实体“装配单元”通过属 性“pointer”指向参与装 性“pointer”指向参与装 配的零部件; 配的零部件; 实体“cost attribute”指 实体“cost –attribute”指 完成本次单元装配所需的 装配、设备、检验等费用 ;实体“Time –Attribute” 实体“Time 指完成本次单元装配配所 需的安装、辅助、检验等 时间; 时间; 实体“Tech实体“Tech-Attribute” 指完成本次单元装配的装 配方式、所需设备、装配 环境等。
名 称 设计说明 功 能 名 称
装 配
定义
装配指针
输 入
实 体
输 出
产品需求
装配特征
装配工艺 零 件 部 件
装配关系
装 配
设计说明
定 义
部件指针
图2-6 EXPRESS—G表示的产品装配信息模型 表示的产品装配信息模型
EXPRESSEXPRESS-G的特点是用 图形的方法描述概念和概 念之间的关系， 念之间的关系，所以它对 于理解用EXPRESS语言 于理解用EXPRESS语言 写出的数据模型有非常大 的帮助。 的帮助。
事物主体在EXPRESS语言中抽象为实体 事物主体在EXPRESS语言中抽象为实体 (ENTITY )。 )。 很多事物主体的集合又可以形成更大的概 念，这种大的概念在EXPRESSS中抽象 念，这种大的概念在EXPRESSS中抽象 为模式(SCHEMA )。 为模式(SCHEMA )。 实体和实体之间有一定的关系，如数量关 系或逻辑关系等，这种关系表示不同的客 观事物主体之间的实际关系。
(2 )装配关系 )装配关系
ຫໍສະໝຸດ Baidu
(3)参数约束关系 (3)参数约束关系
设计过程中，其中一类参数是由上层传递下来的， 本层设计部门无权直接修改，将这类参数称之为 继承参数。另一类参数既可以是从继承参数中导 继承参数。另一类参数既可以是从继承参数中导 出的，也可以是根据当前的设计需要制定的，将 这类参数统称为生成参数 这类参数统称为生成参数。当继承参数有所改变 生成参数。当继承参数有所改变 时，相关的生成参数也要随之调整。 产品的装配信息模型中需要记录参数之间的这种 约束关系和参数的制定依据。根据这些信息，当 参数变化时，其传播过程能够显式给出或由特定 的推理机制完成。
(3 )增强联系图模型 )增强联系图模型
零件 间 的 联系分为两大类，即接触和配合。接 联系分为两大类，即接触和配合 接触和配合。接 触分为物理接触和虚拟接触，配合类型包括圆柱 配合，棱柱配合、螺纹配合，焊接配合，粘接配 合，虚拟配合等类型。 Sukhan, Lee等人为联系图G Sukhan, Lee等人为联系图G (P, L)中的零件集合 L)中的零件集合 P和联系集合L分别定义了属性.C. Heemskerk将 和联系集合L分别定义了属性.C. Heemskerk将 联系图分解为三部分，第一部分为材料清单BOM， 联系图分解为三部分，第一部分为材料清单BOM， 第二部分为零件位置网络，第三部分为零件关系 网络。与联系图模型相比，增强联系图模型在联 系图模型的基础上增加了信息要素。
(2)联接矩阵法 (2)联接矩阵法
装 配 关 系联接矩阵(Connection Matrix)是联系图 系联接矩阵(Connection Matrix)是联系图 模型的矩阵表示形式。装配体中的零件分别沿矩 阵行和列排列、如果零件之间存在物理装配关系， 则对应的矩阵元素为单位值，否则为零。用联接 矩阵表示装配关系的优点是根据装配关系联接矩 阵的代数特性，能容易地判断装配体中零件的联 接紧密度，并可通过找出单位值最多的行或列对 应的零件，识别出装配体的基础件。
几何形状特征
零件级特征
装配属性特征 零件的几何形状特征 零件的几何形状特征用于表示零件上真实面的组合与组成面间的关系，以及各个面 间隐含的法线方向 零件的装配属性特征 零件的装配属性特征可进一步分为零件的材质特征和体特征。零件的材质特征包括 零件的尺寸、形位公差、表面粗糙度和材料性能、脆性、重量等；零件的体特征描 述了零件结构形状对装配难易的影响如几何对称度、倒角、嵌套性、稳定性、缠绕 性、抓拿面数目以及零件各个面的可装配方向等。
什么是BOM？ 什么是BOM？
称为产品结构表或用料结构表，它乃用来表示一产品, 称为产品结构表或用料结构表，它乃用来表示一产品,成 品或半成品是由那些零组件或素材原料所结合而成之组成 元素明细，其该元素构成单一产品所需之数量称之为基量 ，BOM是所有MRP系统的基础，如果BOM表有误，则所 BOM是所有MRP系统的基础，如果BOM表有误，则所 有物料需求都会不正确。采用计算机辅助企业生产管理， 首先要使计算机能够读出企业所制造的产品构成和所有要 涉及的物料，为了便于计算机识别，必须把用图示表达的 产品结构转化成某种数据格式，这种以数据格式来描述产 品结构的文件就是物料清单，即是BOM。它是定义产品 品结构的文件就是物料清单，即是BOM。它是定义产品 结构的技术文件，因此，它又称为产品结构表或产品结构 树。在某些工业领域，可能称为“配方”、“要素表”或 其它名称。
装配特征分类
零件级特征 关联功能级特征 工艺级特征
零件级特征
零件级特征既要反映设计者对零件的详细设计，又要考虑在装配操作中 影响其装配的零件结构形状、对称性、外观规则性、零件的重量、刚性、 嵌套性、稳定性、抓拿面数目及零件各个面的可装配方向等。 零件级特征可为子装配体中的基础件选择、装配优先权的确定及子 装配体的几何、工艺信息提供信息资源
(4 )关系模型 )关系模型
关系 模 型 (Relational Model)由五元组 Model)由五元组 <P,C ,A ,R ,F >组成，其中，P为零件集合，C为 >组成，其中，P为零件集合，C 零件间的接触面集合，A 零件间的接触面集合，A为联接件集合。关系模 型由零件间的关系图及对应的属性函数表达。关 系模型区分了零件之间的接触关系和联接关系. 系模型区分了零件之间的接触关系和联接关系.记 录的信息比联系图模型丰富，因而利用关系模型 比联系图模型更易于实现装配规划自动化. 比联系图模型更易于实现装配规划自动化.然而， 由于关系模型记录了零件接触面之间的物理信息， 使得所建立的图模型不为简单图，增加了装配建 模的难度。
关联功能级特征
关联功能级特征是产生产品装配顺序和评价可装配性的重 要依据，其描述了零件间的联接约束关系（如位置关系、 联接类型、配合关系等）和为保证此种关系所需的操作方 向的集合 真实联接
零件间联接
虚联接（在对某一个装配体实施工艺操作时，在装配
操作方向上与其他装配体间的碰撞，其限制了装配体在 给定方向上的运动即产生了运动约束） 联接特征：描述了零件的联接关系和配合关系，如紧固联接 联接特征 （销、键、螺栓）、非紧固联接（轴孔+配合公差）、运动联 接（齿轮传动） 关联功能级特征 约束关系特征：描述了零件间的相互关系、装配运动方向上 约束关系特征 的约束信息，由此信息可决定零件间可行装配方向 可行装配方向
工艺级特征可为装配工艺的难易、装配顺序的安排、装配 生产率的确定提供知识支持
装配示意图
关联级特征 零件级特征 工艺级特征：扳手； 工艺级特征：扳手；清洗
装配模型
装配模型是一个支持产品概念设计到零件设计，并能完整传递 不同装配体之间的设计参数、装配层次和装配信息的模型，它 是产品设计过程中的数据管理核心，是支持产品设计灵活变动 的工具，建立装配模型的目的是为面向装配的产品设计提供信 息来源和存取机制。 国内研究情况： 1. 装配表示的层次模型和关系模型 2. 基于特征的装配建模技术 3. 面向对象的装配建模技术 4. 装配信息模型的集成化
装配模型
装配模型:(1)联系图模型, (2)联接矩阵法, (3 )增强联系图模型。
(1)联系图模型 联系 图 模 型由法国学者Bourjault 提出。Bourjault以图结构G (P, L)表达 装配体，如图3-4所示，G (P, L)为一连 通图，P表示零件集合，L为零件间的联 系集合。Bourjault将零件之间的物理 接触关系定义为联系即装配关系，装配 体中联系L的数量满足一定的关系。 优点是方法简单，仅需联接产品中存在物 理装配关系的零件即可得到产品装配关系 联系图，易于实现自动装配建模。缺点是 零件之间的联系并不对应具体的装配操作， 利用联系图模型难于实现自动装配规划。